Catalizador de la evolución del oxígeno en espineles de cobalto dopados con La y Mn para la electrólisis de la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Energía verde

Sus antecedentes:

• Los catalizadores basados en iridio son caros para la reacción de evolución del oxígeno (OER) en los electrolizadores de agua de membrana de intercambio de protones (PEMWE).
• El desarrollo de alternativas abundantes en la tierra es crucial para la producción de hidrógeno verde rentable.

Objetivo del estudio:

• Sintetizar y evaluar un nuevo catalizador de espinela de cobalto en nanofibras para el OER en PEMWE.
• Evaluar el rendimiento y la durabilidad del catalizador como alternativa al iridio.

Principales métodos:

• Fabricación de un catalizador de spinel de cobalto nanofibroso cubierto con lantano y manganeso utilizando un marco de imidazolato zeolítico y una fibra de polímero electrospun.
• Pruebas electroquímicas del catalizador para el REO en un electrolito ácido.
• Integración del catalizador en un electrolizador de agua con membrana de intercambio de protones (PEMWE) para la evaluación del rendimiento.

Principales resultados:

• El catalizador exhibió un bajo sobrepotencial de 353 mV a 10 mA/cm2 para OER.
• Se ha demostrado un rendimiento OER estable durante 360 horas en condiciones ácidas.
• Los dispositivos PEMWE con el catalizador alcanzaron altas densidades de corriente (2000 mA/cm2 a 2,47 V y 4000 mA/cm2 a 3,00 V) con baja degradación.

Conclusiones:

• El catalizador de nanofibras de espinela de cobalto con La y Mn es una alternativa prometedora al iridio abundante en la tierra para el REA en PEMWE.
• Este catalizador mejora significativamente el potencial de producción de hidrógeno verde a bajo costo.