Promover la generación de especies activas por la excitación de electrones calientes inducida por plasma para la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• La división del agua es clave para la energía renovable, pero está limitada por la reacción de evolución lenta del oxígeno (OER).
• El desarrollo de catalizadores OER eficientes es crucial para las tecnologías de conversión y almacenamiento de energía.

Objetivo del estudio:

• Investigar el uso de nanohojas de hidróxido de níquel (Ni ((OH) 2-Au) decoradas con nanopartículas de oro como catalizadores para el mejoramiento de la REA.
• Explorar el papel de la excitación por resonancia plasmónica de superficie (SPR, por sus siglas en inglés) en la activación de la catálisis OER.

Principales métodos:

• Fabricación de nanohojas híbridas de Ni (OH) 2-Au.
• Pruebas electrocatalíticas de la actividad y el exceso de potencial OER.
• Análisis del rendimiento del catalizador bajo irradiación luminosa para observar los efectos del SPR.

Principales resultados:

• Los catalizadores de Ni ((OH) 2-Au mostraron un aumento de más de 4 veces en la actividad de OER en comparación con el Ni ((OH) 2 desnudo.
• Se logró una sobrepotencial significativamente reducida de 270 mV a 10 mA cm-2 y una pendiente Tafel de 35 mV dec-1.
• Se demostró que la excitación de SPR en nanopartículas de oro mejora la actividad OER, atribuida a la generación de especies de Ni (III/IV) inducida por electrones calientes y una mejor transferencia de carga.

Conclusiones:

• La SPR inducida por fotones en nanopartículas de oro activa efectivamente la catálisis OER en sistemas basados en Ni ((OH) 2).
• Esta estrategia demuestra la generalidad, mostrando mejoras similares con los catalizadores de óxido de cobalto-Au y oxihidróxido de hierro-Au.
• Los hallazgos presentan un nuevo enfoque para el diseño de sistemas de oxidación catalítica de agua con ayuda de luz y eficiencia energética.