Avanços Recentes na Evolução Eletrocatalítica de Hidrogênio Usando Nanopartículas

O combustível de hidrogênio é considerado o recurso renovável mais limpo e a principal alternativa aos combustíveis fósseis para o suprimento de energia futuro. A geração sustentável de hidrogênio é o pré-requisito fundamental para a realização da futura economia de hidrogênio. A reação de evolução eletrocatalítica de hidrogênio (HER), como a etapa vital da eletrólise da água para a produção de H2, tem sido objeto de estudos extensivos nas últimas décadas. Nesta revisão abrangente, primeiro resumimos os fundamentos da HER e revisamos os recentes avanços de última geração em catalisadores de baixo custo e alto desempenho, tanto à base de metais nobres quanto não nobres, além de eletrocatalisadores HER livres de metais. Discutimos sistematicamente os insights sobre a relação entre a atividade catalítica, morfologia, estrutura, composição e método sintético. Estratégias para desenvolver um catalisador eficaz, incluindo o aumento da atividade intrínseca dos locais ativos e/ou o aumento do número de locais ativos, são resumidas e destacadas. Finalmente, os desafios, perspectivas e direções de pesquisa da eletrocatalise HER são abordados.