Nuevas técnicas de catálisis mejoran la producción de hidrógeno a partir del carbono

Nuevas técnicas de catálisis mejoran la producción de hidrógeno a partir del carbono

Nuevas técnicas de catálisis mejoran la producción de hidrógeno a partir del carbono

Un avance en la producción de hidrógeno

Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) han logrado un importante avance en la producción de hidrógeno a partir del carbono. El equipo, liderado por el académico Yu Shuhong, ha desarrollado nuevas técnicas de catálisis que optimizan la reacción de producción de hidrógeno a partir del agua. Este descubrimiento podría tener un impacto significativo en la transición hacia una sociedad basada en el hidrógeno como fuente de energía limpia y renovable.

El desafío de producir hidrógeno verde

El hidrógeno se ha identificado como una fuente de energía prometedora para reemplazar los combustibles fósiles. Sin embargo, la producción de hidrógeno a gran escala a partir de fuentes renovables, conocida como “hidrógeno verde”, todavía presenta desafíos significativos. Actualmente, los catalizadores basados en platino (Pt) son los más utilizados en la producción de hidrógeno, pero su alto costo y escasez limitan su aplicación a gran escala. Por lo tanto, es crucial desarrollar catalizadores de bajo costo con alta actividad y estabilidad.

Optimizando la estructura electrónica de los catalizadores

Una estrategia efectiva para mejorar las propiedades de los catalizadores es la introducción de heteroátomos mediante la técnica de dopaje iónico. Esta estrategia permite modificar la estructura electrónica y mejorar el rendimiento catalítico. Sin embargo, hasta ahora no se había encontrado una estrategia general para la síntesis de catalizadores dopados con iones individuales.

Un avance en la síntesis de catalizadores dopados

En este estudio, los investigadores de la USTC han desarrollado una estrategia general para la síntesis de diez productos dopados con átomos individuales de cobalto seleniuro (CoSe2-DETA). Mediante la sustitución de cobalto con diferentes cationes, lograron modular la estructura electrónica y optimizar la actividad de la reacción de evolución de hidrógeno (HER) de los productos. Los resultados experimentales mostraron que la actividad catalítica del producto óptimo es similar a la del Pt/C comercial, con una sobrepotencial mínima y una pendiente de Tafel baja.

Relación entre la estructura y la actividad catalítica

Además, los investigadores descubrieron una relación en forma de volcán entre el entorno de coordinación de los átomos de cobalto y la actividad de HER del producto. Esto demuestra la importancia de la estructura en la actividad catalítica y proporciona información valiosa para el diseño de catalizadores más eficientes.

Un paso hacia la producción de hidrógeno a gran escala

Este avance en la síntesis de catalizadores dopados con átomos individuales podría tener un impacto significativo en la producción de hidrógeno a gran escala. Los productos obtenidos podrían reemplazar los costosos catalizadores de platino y convertirse en materiales ideales para electrodos en la producción de hidrógeno. Esto aceleraría la transición hacia una sociedad basada en el hidrógeno como fuente de energía limpia y renovable.

En resumen, el equipo de investigación de la USTC ha logrado desarrollar una estrategia general para la síntesis de catalizadores dopados con átomos individuales, optimizando así la producción de hidrógeno a partir del carbono. Este avance podría tener un impacto significativo en la transición hacia una sociedad basada en el hidrógeno como fuente de energía limpia y renovable.

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