La solvación interfacial preorganiza el estado de transición de la reacción de evolución del oxígeno

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reacción de evolución del oxígeno (OER) es un cuello de botella crítico en la electrólisis del agua para la producción de hidrógeno verde.
• La comprensión de la cinética lenta del OER es esencial para mejorar la eficiencia de la generación de hidrógeno.

Objetivo del estudio:

• Investigar la relación entre la adaptación estructural del catalizador y la cinética de la OER.
• Identificar los factores que rigen la actividad intrínseca de los catalizadores OER.

Principales métodos:

• La espectroscopia de absorción de rayos X operando y la difracción de rayos X de alta energía se utilizaron para estudiar los cambios estructurales del catalizador.
• Se realizó el análisis de Arrhenius para correlacionar la energía de activación y el factor preexponencial con la estructura del catalizador.

Principales resultados:

• Se observó una transición cinética, pasando del dominio de la solución interfacial al control de la energía superficial.
• Esta transición ocurre en un potencial específico relacionado con el cambio de fase de los hidróxidos de Ni (óxido) a la estructura cristalina gamma.
• El potencial de giro de este interruptor cinético es independiente de la carga del catalizador o de la superficie, lo que indica una actividad intrínseca.

Conclusiones:

• La actividad del catalizador en el OER está intrínsecamente ligada a la etapa inicial de solvatación interfacial.
• La adaptación estructural de la superficie del catalizador, en particular las transiciones de fase, desempeña un papel crucial en la cinética OER.