Ruta fotoquímica para acceder a materiales amorfos de óxido metálico para la catálisis de oxidación del agua

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• La catálisis de la catálisis.

Sus antecedentes:

• La generación eficiente de hidrógeno a través de la electrólisis del agua es crucial para la energía limpia.
• La reacción de evolución del oxígeno (OER) es un cuello de botella clave en la electrólisis del agua, que requiere catalizadores avanzados.
• Los catalizadores OER actuales a menudo se basan en óxidos metálicos mixtos cristalinos, pero las fases amorfas son prometedoras.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método para producir películas amorfas de óxidos metálicos mixtos para la catálisis de OER.
• Para investigar el rendimiento catalítico de estos nuevos materiales amorfos.

Principales métodos:

• Se empleó la deposición fotoquímica metal-orgánica (PMOD) como técnica de síntesis a baja temperatura.
• Se fabricaron películas de óxido metálico amorfo con composiciones controladas.
• Se evaluó la actividad electrocatalítica para la reacción de evolución del oxígeno.

Principales resultados:

• PMOD produjo con éxito películas de óxido metálico amorfo con distribución metálica homogénea y composiciones sintonizables.
• El óxido de hierro amorfo exhibió una actividad catalítica OER superior en comparación con la hematita cristalina.
• Los catalizadores amorfos Fe{100-y-z) Co{y) Ni{z}O{x) demostraron un rendimiento comparable al de los catalizadores de óxidos de metales nobles.

Conclusiones:

• La deposición fotoquímica metal-orgánica es un método eficaz para sintetizar catalizadores amorfos de óxido metálico mixto y óxido orgánico.
• Estos catalizadores amorfos ofrecen una alternativa prometedora a los catalizadores cristalinos convencionales para la producción eficiente de hidrógeno.
• Los materiales desarrollados muestran potencial para su uso en electrolizadores comerciales.