Nanohojas porosas bidimensionales basadas en cobalto con conmutación aniónica para una división general del agua...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La optimización de los catalizadores para una división eficiente del agua es crucial para las aplicaciones de energía renovable.
• El ajuste de la estructura electrónica de los catalizadores mejora el rendimiento de la reacción de evolución de hidrógeno (HER) y la reacción de evolución de oxígeno (OER).

Objetivo del estudio:

• Fabricar nanohojas 2D de óxido de nitrógeno porosas dopadas con tungsteno para mejorar la división del agua alcalina.
• Investigar el efecto de las relaciones nitrógeno-oxígeno y el dopaje de tungsteno en la actividad y la cinética del catalizador.

Principales métodos:

• Síntesis de nanohojas 2D de óxido de nitrógeno poroso a base de Co con relaciones N/O controladas a través de la temperatura de nitruración.
• Incorporación de dopado de tungsteno (W) para diseñar la estructura electrónica y las propiedades de la celosía.
• Caracterización electroquímica del rendimiento de HER y OER utilizando catalizadores sintetizados en tela de carbono.

Principales resultados:

• Las nanohojas de W-CoN/CC de alta relación N/O lograron un bajo sobrepotencial de HER de 41 mV a 10 mA cm-2.
• Las nanohojas W-CoO/CC de alta relación O/N demostraron un buen rendimiento OER con un exceso de potencial de 214 mV a 10 mA cm-2.
• Los catalizadores integrados W-CoN/CC y W-CoO/CC permitieron una división general eficiente del agua, alimentada por paneles solares.

Conclusiones:

• El dopaje de tungsteno y las proporciones controladas de N/O en las nanohojas basadas en cobalto mejoran efectivamente la división del agua alcalina.
• Los catalizadores desarrollados son prometedores para la producción eficiente y escalable de hidrógeno a través de la electrólisis del agua con energía solar.