Eletrocatalisadores robustos à base de metais nobres para a reação de evolução do oxigênio

A reação de evolução do oxigênio (OER) é uma reação anódica cineticamente lenta e requer um grande sobrepotencial para fornecer uma corrente apreciável. Apesar do fato de que eletrocatalisadores alcalinos à base de metais não preciosos estão recebendo atenção crescente, os eletrocatalisadores à base de metais nobres (NMEs) aplicados em eletrólitos de membrana de troca de prótons ainda têm características vantajosas de maiores densidades de corrente e potência com menor custo do par. Engenharia de NMEs para a catalise OER com alta eficiência, durabilidade e taxa de utilização é de vital importância na promoção do desenvolvimento de dispositivos de produção e conversão de energia renovável econômicos. Nesta revisão tutorial, cobrimos o progresso recente na composição e otimização da estrutura dos NMEs para OER, incluindo óxidos e ligas à base de Ir e Ru, e metais nobres além de Ir e Ru com uma variedade de morfologias. Para esclarecer a ciência fundamental e os mecanismos por trás das relações composição/estrutura-desempenho e atividade-estabilidade, estudos experimentais e teóricos integrados foram realizados para iluminar a interação metal-suporte, efeito de tamanho, efeito de doping de heteroátomos, transformação de fase, processos de degradação e catálise de átomos únicos. Finalmente, os desafios e perspectivas são apresentados para orientar a engenharia racional de eletrocatalisadores OER para aplicações em dispositivos relacionados à energia renovável.