Ingeniería de interfaces de electrocatalizadores de aire para baterías recargables de zinc–aire

Resumen Ante los altos costos y la insuficiente densidad de energía de las actuales baterías de iones de litio, las baterías recargables de zinc (Zn)–aire acuosas, que presentan las ventajas de bajo costo, benignidad ambiental, seguridad y alta densidad de energía, han ido ganando importancia en los últimos años. Sin embargo, la aplicación práctica de las baterías Zn–aire está severamente restringida por el alto sobrepotencial, que se asocia con la lenta cinética inherente de la reacción de evolución de oxígeno (OER) y la reacción de reducción de oxígeno (ORR) de los electrocatalizadores de aire. Recientemente, se ha demostrado que la ingeniería de electrocatalizadores híbridos/heteroestructurados con química de interfaz modulada es una estrategia efectiva para mejorar el rendimiento catalítico. Efectos electrónicos significativos, efectos geométricos, efectos de coordinación, efectos sinérgicos y efectos de confinamiento ocurren en la interfaz de la heteroestructura, lo que afecta intensamente el rendimiento de los electrocatalizadores en términos de actividad intrínseca, densidad de sitios activos y durabilidad. En esta revisión, se resume el progreso reciente en el desarrollo de electrocatalizadores de aire heteroestructurados mediante ingeniería de interfaces. En particular, se establece y se describe la relación potencial entre la química de la interfaz y la cinética de electrocatalisis de oxígeno. Esta revisión proporciona un esquema completo y en profundidad del papel crucial de las interfaces bien definidas hacia una rápida electrocatalisis de oxígeno, y ofrece una sólida base científica para el diseño racional de electrocatalizadores de aire heteroestructurados eficientes y más allá.