Hidróxidos de doble capa para reacciones de evolución de oxígeno

Para guiar el diseño y la síntesis de electrocatalizadores hacia reacciones de evolución de oxígeno (OER) altamente eficientes, los investigadores de la Universidad de Tecnología Química de Beijing resumieron cuatro estrategias comunes para mejorar el rendimiento de OER de los hidróxidos de doble capa (LDH), así como identificar los sitios activos. de LDH.

Publicaron su trabajo el 7 de septiembre en Materiales energéticos avanzados.

“Con el aumento de la demanda y el consumo de combustibles fósiles, la escasez de energía y Contaminación ambiental «Se ha vuelto duro y no puede ser ignorado», dijo el autor correspondiente Mingfei Shao, profesor del Laboratorio Estatal Clave de Ingeniería de Recursos Químicos de la Universidad de Tecnología Química de Beijing, Beijing. Energía renovable. El hidrógeno, en particular, es una nueva energía con fantásticas perspectivas de aplicación”.

La producción de hidrógeno de alta pureza se puede lograr mediante la separación electroquímica del agua utilizando electricidad convertida a partir de energías renovables como la eólica y la solar. Pero como una de las medias reacciones, OER es un proceso de cuatro electrones, con un uso de energía de baja eficiencia, según Shaw.

Shaw y su equipo se centran en los LDH, un material 2D de tipo grande. Su amplia compresibilidad, relaciones molares y aniones interfaciales los convierten en catalizadores notables para OER en medios alcalinos.

«Resumimos cuatro estrategias comunes aplicadas para mejorar el rendimiento de los REA”, dijo Shao. «A través de estas estrategias, se puede reducir el potencial redundante de los REA, lo que lleva a una alta eficiencia energética». «Se presentan algunos trabajos sobre la identificación de sitios activos para LDH. Descubrir el mecanismo de reacción y los sitios activos proporciona una guía teórica para diseñar catalizadores eléctricos eficientes».

El desarrollo y la exploración de catalizadores OER se encuentra principalmente en la etapa experimental en la actualidad, que no puede cumplir con los estándares de uso práctico a gran escala. Por ejemplo, todavía existen problemas con la expansión del volumen de estímulos y el mantenimiento de la estabilidad durante la REA. Además, la mayoría de los métodos de preparación informados para los catalizadores basados ​​en LDH son complejos y requieren mucho tiempo, lo que genera altos costos y restringe su aplicación, según Shaw.

“La identificación de las especies de oxígeno reactivo, como las especies de oxígeno absorbidas por los sitios activos en la superficie de los electrocatalizadores y los radicales de oxígeno que se difunden en la solución durante la REA, sigue siendo oscura debido a la presencia inestable y no aparente de los reactivos. Tipos de oxígeno«Shao» dijo después de enterarse de esto. especies de oxígeno reactivasy cómo hacer uso de ellos para obtener recursos educativos más eficientes sigue siendo vital”.

“Esperamos que esta revisión proporcione ideas para identificar más Sitios activos para LDH con el objetivo de proporcionar orientación para el diseño de electrocatalizadores más avanzados para la separación electroquímica del agua”, dijo Shao.

Proporcionado por Beijing Institute of Technology Press