Papel funcional del dopaje de Fe en los catalizadores de óxido de perovskita de base para la reacción de evolución de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los óxidos de perovskita son catalizadores prometedores para la reacción de evolución del oxígeno (OER) en entornos alcalinos.
• Las perovskitas basadas en cobalto muestran una mayor actividad y estabilidad con la sustitución parcial de hierro (Fe) en el sitio B, pero el mecanismo no está claro.

Objetivo del estudio:

• Para aclarar las funciones del cobalto (Co) y del hierro (Fe) en el mecanismo OER de las perovskitas cúbicas.
• Investigar las relaciones estructura-propiedades de las perovskitas sustituidas por Fe para mejorar el rendimiento OER.

Principales métodos:

• Síntesis de las nanopartículas La0.2Sr0.8Co1-xFe_xO3-δ y Ba0.5Sr0.5Co1-xFe_xO3-δ (x=0, 0.2) mediante la síntesis por pulverización de llama.
• Espectroscopia de absorción de rayos X (XAS) ex situ y operando para analizar las estructuras electrónicas y geométricas locales.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para obtener información teórica.

Principales resultados:

• La incorporación de Fe altera las propiedades intrínsecas de las perovskitas basadas en Co.
• Se estableció una clara relación entre las propiedades fisicoquímicas y el rendimiento electroquímico.
• Las perovskitas sustituidas por Fe presentan una actividad eficiente de OER y una mayor estabilidad.

Conclusiones:

• El hierro desempeña un papel crucial en la mejora tanto de la actividad como de la estabilidad de los catalizadores de perovskita a base de cobalto para los REA.
• Los resultados proporcionan una comprensión más profunda de la contribución del Fe al mecanismo OER en estos materiales.