Reconstrucción de iridio afinado con soporte con la fase cristalina dominando la evolución del oxígeno ácido

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La electroquímica
• Catálisis

Sus antecedentes:

• Los electrocatalizadores basados en iridio son cruciales para la reacción de evolución del oxígeno (OER), pero sufren una compensación de actividad y estabilidad.
• La amorfización de la superficie en fases de óxido de iridio hidratado (IrO_x) y la participación del oxígeno en la celosía limitan el rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Investigar una nueva vía de reconstrucción para las nanopartículas de iridio soportadas.
• Para diseñar electrocatalizadores que resuelvan el conflicto de actividad y estabilidad en OER ácido.

Principales métodos:

• Utilizó un sustrato TiO_x@Ti para guiar la transición de fase de las nanopartículas de iridio soportadas.
• Se realizaron análisis mecanicistas y estructurales para confirmar la vía de reconstrucción y el mecanismo de reacción.
• Evaluación del rendimiento del catalizador en sistemas de tres electrodos y electrolizadores de agua con membrana de intercambio de protones.

Principales resultados:

• Descubrió una transición de fase a granel guiada por soporte del Ir metálico al rutilo cristalino IrO2.
• Se observó un cambio en el mecanismo OER del mecanismo de oxígeno en celosía al mecanismo completo de evolución de adsorbados.
• Se ha logrado una alta actividad y durabilidad para el catalizador Ir/TiO_x@Ti en medios ácidos.

Conclusiones:

• Demostró que la ingeniería de fase a granel de los electrocatalizadores de iridio, guiada por el soporte, puede superar la compensación entre la actividad y la estabilidad.
• Se ha redefinido el papel de los soportes en la reconstrucción de electrocatalisadores para mejorar el rendimiento de los OER.
• Este enfoque ofrece una nueva estrategia para el diseño de electrocatalizadores eficientes y duraderos para la división del agua.