Nuevo método rápido y sostenible para producir hidrógeno
"Al superar el reto clave de la tecnología actual, nuestros resultados tienen el potencial de impulsar la transición mundial hacia soluciones energéticas limpias"
Bajo la dirección del Prof. Dr. Francesco Ciucci, de la Universidad de Bayreuth, un equipo de investigación germano-chino ha desarrollado un nuevo método para la división electroquímica del agua. Esto no sólo acelera la producción de hidrógeno para la tecnología y la industria, sino que también la hace más sostenible. Los investigadores informan de sus hallazgos en Nature Nanotechnology.
Uno de los mayores retos de la separación electroquímica del agua es la llamada reacción de evolución del oxígeno (REO), una reacción lenta en la que las moléculas de agua se descomponen en sus componentes individuales: oxígeno e hidrógeno. La OER puede acelerarse utilizando catalizadores de metales nobles; sin embargo, estos metales son caros y escasos, y acelerar la reacción requiere energía adicional (lo que se conoce como sobrepotencial).
Este reto ha sido abordado por un equipo de investigación, formado por miembros de varias instituciones de investigación chinas y dirigido por el Prof. Dr. Francesco Ciucci, Catedrático de Diseño de Electrodos para Sistemas Electroquímicos de Energía de la Universidad de Bayreuth. Han desarrollado un método innovador para la separación electroquímica del agua. Este enfoque emplea iridio atómicamente disperso como acelerador de la reacción, acoplándolo con dimetilimidazol e hidróxido de cobalto-hierro. La innovación clave reside en la disposición geométrica de estos componentes, que se configuran en una orientación fuera del plano, optimizando el rendimiento y la eficiencia.
Este enfoque innovador incrementa significativamente la actividad OER y también presenta un sobrepotencial ultrabajo. Además, reduce el uso de metales nobles, ya que sólo se emplean átomos individuales de iridio, y repercute positivamente en la estabilidad de la reacción de aceleración.
"Nuestro estudio representa un importante paso adelante en el desarrollo de una aceleración OER eficiente y rentable para la producción sostenible de hidrógeno. Al superar el reto clave de la tecnología actual, nuestros resultados tienen el potencial de impulsar la transición mundial hacia soluciones energéticas limpias", afirma Ciucci, autor principal del estudio.
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Publicación original
Jie Zhao, Yue Guo, Zhiqi Zhang, Xilin Zhang, Qianqian Ji, Hua Zhang, Zhaoqi Song, Dongqing Liu, Jianrong Zeng, Chenghao Chuang, Erhuan Zhang, Yuhao Wang, Guangzhi Hu, Muhammad Asim Mushtaq, Waseem Raza, Xingke Cai, Francesco Ciucci; "Out-of-plane coordination of iridium single atoms with organic molecules and cobalt–iron hydroxides to boost oxygen evolution reaction"; Nature Nanotechnology, 2024-10-21
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