Revista de Nanomedicina y Descubrimiento Bioterapéutico
Acceso abierto
ISSN: 2155-983X
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Jun Yuan Xu
Se ha propuesto que el hidrógeno (H2) es un vector de energía limpio y neutral en carbono que se puede utilizar como combustible de próxima generación. combustible para satisfacer las necesidades estacionarias y de transporte. En comparación con el reformado con vapor, la separación electrocatalítica del agua representa una forma más ecológica y sostenible de generar H2 y se ha investigado intensamente en los últimos años. La reacción de evolución de oxígeno (OER) ha sido un cuello de botella para mejorar la eficiencia de la división del agua. Implica cuatro pasos concertados de transferencia de electrones acoplados a protones y es exigente tanto termodinámica como cinéticamente. Sin un catalizador, la OER normalmente tiene lugar con un sobrepotencial alto que conduce a una gran pérdida de energía. En comparación con la REA, la reacción de evolución de H2 (HER) se puede lograr con relativa facilidad, pero todavía se necesitan electrocatalizadores eficientes para reducir el sobrepotencial de HER y permitir que la reacción tenga lugar a una velocidad prácticamente alta. Últimamente, se ha demostrado que los electrocatalizadores basados en metales de transición abundantes en la tierra son altamente activos tanto para HER como para OER y se proponen como alternativas prometedoras a los catalizadores de metales del grupo platino (PGM) para su uso en electrolizadores de agua. En este estudio, mostramos nuestros esfuerzos recientes para desarrollar electrocatalizadores basados en metales de transición eficientes y duraderos, incluidos los fosfuros de metales de transición obtenidos por reducción química húmeda seguida de un tratamiento posterior a la fosforización y grupos ultrafinos de cobalto preparados mediante deposición de haz de grupos. Hemos demostrado que todos estos catalizadores muestran un rendimiento electrocatalítico favorable en comparación con los electrocatalizadores basados en PGM para HER u OER y, por lo tanto, son muy prometedores para su uso como catalizadores de bajo costo en electrolizadores de agua.
La separación electrocatalítica del agua es un enfoque prometedor para generar hidrógeno a partir del agua. Para mejorar la eficiencia de la división del agua, es esencial promover la revolución del gas desde la superficie de los catalizadores, reducir el sobrepotencial de evolución de oxígeno (OER) e inhibir la producción del subproducto de peróxido de hidrógeno. Para realizarlos, en este trabajo, seguimos el ejemplo de la naturaleza para promover la actividad de división del agua de las microesferas de Fe3O4 porosas huecas (M< span lang="EN-IN" new="" roman="" style="font-family:" times="">−Fe3O4) con la ayuda de la hemoglobina. La monocapa de hemoglobina se autoensambló en la superficie de M−Fe3O4 catalizadores. Transportó moléculas de oxígeno recién generadas lejos de la superficie de los catalizadores y exhibió un efecto de selectividad de espín inducida por quiral (CISS) durante la reacción OER. Debido a la “una mano amiga” de hemoglobina, el potencial de inicio de OER de Fe3O< poroso hueco sub>4 microesferas reducidas en 100 mV y la densidad de corriente aumentó 2 veces. Los resultados indican una nueva estrategia para diseñar catalizadores abundantes en tierra que combinan las ventajas de la transferencia de oxígeno y el efecto CISS para la división electrocatalítica del agua.