El seguimiento de la dinámica a nanoescala generada por la oxidación del agua en nanohojas de hidróxidos dobles en...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Nanotecnología

Sus antecedentes:

• Los hidróxidos dobles en capas (LDH) son electrocatalizadores prometedores para la oxidación del agua.
• Se conoce su evolución estructural dinámica durante el funcionamiento, pero los comportamientos interfaciales a nanoescala y su impacto en el rendimiento son poco conocidos.

Objetivo del estudio:

• Visualizar la evolución a nanoescala de las nanohojas de LDH durante la reacción de evolución del oxígeno (OER) in situ.
• Aclarar el origen de las dinámicas heterogéneas y sus efectos en la eficiencia de los REA utilizando métodos experimentales y computacionales combinados.

Principales métodos:

• Microscopía de fuerza atómica electroquímica (AFM electroquímica) para la visualización in situ de la evolución de las nanohojas LDH.
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para comprender los mecanismos de los cambios estructurales y su impacto en la catálisis.

Principales resultados:

• Las LDH de NiCo se transforman en la fase activa de NiCoO ((OH)) 2 durante la OER, acompañadas de una tensión significativa.
• La tensión heterogénea, los defectos y las interacciones entre las partículas provocan grietas y arrugas en las nanoestructuras, lo que provoca su activación y deterioro parciales.
• Se demostró que la ingeniería de defectos ajusta los comportamientos dinámicos y mejora el rendimiento de OER.

Conclusiones:

• El estudio revela la dinámica interfacial a nanoescala de las LDH durante el OER, vinculando la evolución estructural al rendimiento catalítico.
• La comprensión y el control de estas dinámicas, particularmente a través de la ingeniería de defectos, es crucial para el desarrollo de electrocatalizadores estables y eficientes basados en LDH para la oxidación del agua.