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Los electrólitos de agua de membrana de intercambio protónico (PEM WEs) tienen el potencial de producir hidrógeno verde de alta pureza. Los PEMWEs se han comercializado con el uso de altas cantidades del catalizador de ánodo basado en metal noble Ir para la reacción de evolución de oxígeno (OER). Para reducir la cantidad de carga de Ir, es crucial desarrollar catalizadores eficientes con un mayor aprovechamiento de Ir y mayor actividad en la OER. Se inventaron catalizadores de nanorod/nanopartículas de óxido de Ir unidimensionales soportados en SnO2 dopado con una microestructura única para demostrar su excepcionalmente alta actividad en la catálisis de OER, con la actividad específica por masa de Ir siendo 10 veces mayor que la del catalizador comercial de IrOx a 1.5 V vs. RHE. El experimento también encontró que la energía de activación de OER era significativamente menor que la del óxido de Ir comercial. La interacción entre los nanorods/nanopartículas de óxido de Ir y el soporte de SnO2 dopado ocurre con un menor grado de oxidación de Ir, lo que permite que los oxígenos terminales en la superficie estén más cerca entre sí, mientras permite la fácil desorción de especies oxigenadas no reactivas. El estado electrónico de los catalizadores de nanorod/nanopartículas de óxido de Ir podría desempeñar un papel importante en la facilitación del paso crucial de la OER, mejorando así la actividad de la OER. Estas prioridades de los catalizadores prometen la reducción del uso de Ir en los PEMWEs. Referencia 1 G. Shi, T. Tano, D.A. Tryk, T. Uchiyama, A. Iiyama, M. Uchida, K. Terao, M. Yamaguchi, K. Tamoto, Y. Uchimoto y K. Kakinuma, ACS Catalysis, 13 (2023) 12299. Figura 1
Katsuyoshi Kakinuma (Fri,) estudió esta pregunta.