Catalizadores no basados en iridio para la reacción ácida de evolución de oxígeno: progreso y perspectivas

Área de la Ciencia:

• Electroquímica
• Ciencia de Materiales
• Catálisis

Sus antecedentes:

• La reacción de evolución de oxígeno (OER) en medios ácidos es un cuello de botella crítico para la electrólisis del agua con membrana de intercambio de protones (PEMWE).
• Los catalizadores a base de iridio ofrecen un alto rendimiento, pero son escasos y caros, lo que impulsa la investigación de alternativas.
• Las duras condiciones ácidas provocan la degradación del catalizador, lo que limita la operación a largo plazo.

Objetivo del estudio:

• Revisar los avances recientes en catalizadores no basados en iridio para OER ácida.
• Explorar estrategias para mejorar la actividad y durabilidad del catalizador.
• Discutir la importancia de comprender los mecanismos de reacción y optimizar el diseño del electrolizador.

Principales métodos:

• Revisión de la literatura reciente sobre catalizadores no de Ir (a base de Ru, óxidos, sin metales).
• Discusión de estrategias de ingeniería de catalizadores (ingeniería de defectos, dopaje, modulación de interfaces, diseño de alta entropía).
• Énfasis en técnicas de caracterización in situ/operando para obtener información mecanicista.

Principales resultados:

• Los catalizadores no de Ir muestran promesa a través de varias estrategias de ingeniería.
• La sintonización de las estructuras electrónicas mejora el rendimiento y la estabilidad.
• La comprensión de los sitios activos y los intermedios es clave para la elucidación mecanicista.

Conclusiones:

• El desarrollo continuo de catalizadores no de Ir es esencial para una PEMWE rentable.
• La selección impulsada por IA y el diseño optimizado del electrolizador acelerarán el progreso.
• La electrólisis sostenible de agua de mar ofrece una vía para la producción de hidrógeno verde a gran escala.