Evaluación de compuestos intermetálicos basados en el equilibrio de adsorción intermedio para la reducción...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Química del medio ambiente

Sus antecedentes:

• La reducción electrocatalítica de nitratos (NO3RR) ofrece una vía sostenible para convertir los contaminantes de nitrato en amoniaco valioso (NH3).
• Los principales desafíos incluyen la adsorción no equilibrada de los intermedios y la transferencia lenta de múltiples electrones, lo que dificulta la eficiencia de NO3RR.

Objetivo del estudio:

• Para examinar los compuestos intermetálicos basados en metales de transición (CMI) para obtener una reducción electrocatalítica óptima de los nitratos.
• Identificar catalizadores con mejor adsorción intermedia y mejor rendimiento NO3RR.

Principales métodos:

• Selección computacional de 21 CMI basados en metales de transición (IIIV e IB) y Sb/Bi.
• Análisis de las energías de adsorción de los productos intermedios clave (*NO3, *NO, *H2O) y de los centros de la banda d.
• Pruebas electrocatalíticas de candidatos prometedores.

Principales resultados:

• Los CMI hexagonales de CoSb demostraron un equilibrio óptimo de adsorción para los intermediarios clave.
• Los IMC de CoSb lograron una alta eficiencia Faradaic (96,3%) y una selectividad NH3 (89,1%) para el NO3RR.
• Los IMC de CoSb mostraron una excelente estabilidad y se integraron en una batería de Zn-NO3 con alta densidad de potencia (11,88 mW cm-2).

Conclusiones:

• Los CMI hexagonales de CoSb son electrocatalizadores muy eficaces para la reducción de nitratos.
• El sistema de catalización desarrollado es prometedor tanto para la síntesis sostenible de amoníaco como para las aplicaciones de almacenamiento de energía.