Óxido de Alta Entropia Rumo à Produção Prática de Hidrogênio a Partir de Água Doce Alcalina e Água do Mar

Os óxidos de alta entropia (HEOs) emergem como eletrocatalisadores versáteis devido às suas composições ajustáveis, estruturas ricas em defeitos e robusta estabilidade. Neste estudo, microestruturas de HEO não equimolares (VCrMnFeCo)O foram sintetizadas via liga mecânica, um método escalável e econômico para o design de catalisadores. Quando avaliados para a reação de evolução de hidrogênio (HER), estes materiais exibiram excelente atividade e durabilidade tanto em eletrólito alcalino comercial (6 m KOH) quanto em água do mar de baixa alcalinidade (1 m KOH). Embora 6 m KOH seja amplamente utilizado na eletrólise de água alcalina comercial (AWE), a estabilidade do catalisador sob tais condições concentradas continua a ser um desafio crítico. Da mesma forma, a eletrólise da água do mar é dificultada pela corrosão induzida por cloreto, tornando a durabilidade um gargalo chave. O catalisador desenvolvido exibiu baixas sobrepotenciais de HER e alta estabilidade durante o teste de durabilidade acelerada (ADT) por 5000 ciclos de CV. Uma análise estrutural detalhada dos catalisadores recuperados após o ADT indicou redução in situ e redistribuição de elementos sob condições operacionais que resultaram em um aumento da atividade durante o ciclo contínuo de eletrocatálise. Este estudo estabelece os HEOs mecanicamente aliocados como candidatos promissores para a geração sustentável de hidrogênio, ligando o design fundamental de materiais com aplicações práticas de eletrólise em sistemas de água doce e água do mar.