Tecnologia Científica

Nova visão traz o hidrogaªnio sustenta¡vel um passo mais perto
Durante anos, houve um debate acalorado na literatura: como acelerar a produção eletroquímica de hidrogaªnio em eletrodos de platina em um ambiente alcalino?
Por Bryce Benda - 20/10/2020


Ca_heckler

Os químicos de Leiden, Marc Koper e Ian McCrum, descobriram que o grau em que um metal se liga ao a¡tomo de oxigaªnio da águaédecisivo para quanto bem ocorre a conversão química da águaem hidrogaªnio molecular. Essa percepção ajuda a desenvolver melhores catalisadores para a produção de hidrogaªnio sustenta¡vel, uma importante matéria-prima para a indústria química e o combusta­vel necessa¡rio para carros movidos a hidrogaªnio ecologicamente corretos. Publicação na Nature Energy .

Durante anos, houve um debate acalorado na literatura: como acelerar a produção eletroquímica de hidrogaªnio em eletrodos de platina em um ambiente alcalino? O qua­mico Ian McCrum assistiu de lado e concluiu que parte do debate foi causada pelo fato de os debatedores estarem olhando para eletrodos ligeiramente diferentes, tornando os resultados incompara¡veis. a‰ hora de mudar isso, pensou McCrum, que na anãpoca era um LEaDing Fellow no grupo do professor Marc Koper.

Cristal de platina

McCrum, que agora trabalha na Amanãrica, usou um cristal especial de platina. Para entender o que háde tão especial neste cristal, precisamos dar um zoom nasuperfÍcie da platina. Nãoéplano e liso, mas irregular, com pequenos degraus e dobras. E éprecisamente nessas irregularidades que ocorrem as reações químicas. McCrum projetou o cristal especial de forma que asuperfÍcie tenha o mesmo número dessas irregularidades em todo o cristal. Ele então decorou as bordas com diferentes metais, como rutaªnio e molibdaªnio. Desta forma, ele garantiu que todos os eletrodos tivessem exatamente a mesma estrutura atômica , mas cada vez com um metal diferente nas bordas. Isso lhe permitiu variar a interação do eletrodo com o a¡tomo de oxigaªnio da águade forma sistema¡tica e bem definida.

As medições então comea§aram, com um resultado surpreendente. Marc Koper diz: "Nossa descoberta éque parece haver uma ligação clara entre a atividade do eletrodo para produzir hidrogaªnio e o grau em que o metal na borda se liga ao a¡tomo de oxigaªnio da a¡gua." Este último também éconhecido como oxofilicidade, com oxofa­lico significando literalmente amante do oxigaªnio. “Na³s atéencontramos um a³timo para essa oxofilicidade”, diz Koper. "Agora estabelecemos definitivamente que a oxofilicidade dasuperfÍcie desempenha um papel muito importante na eletra³lise." Os cientistas também desenvolveram um modelo para explicar a existaªncia desse a³timo.

Rumo ao hidrogaªnio sustenta¡vel

Os resultados são um grande avanço no debate cienta­fico. Koper diz: "Este novo conhecimento éimportante em nosso campo. Como encontramos um a³timo em oxofilicidade, podemos buscar mais especificamente os melhores catalisadores para a produção sustenta¡vel de hidrogaªnio."

 

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