O efeito da modificação da superfície por óxido de grafeno reduzido na atividade eletrocatalítica do níquel em relação à reação de evolução do hidrogênio

Encontrar catalisadores para a reação de evolução do hidrogênio que sejam baratos, eficientes e duráveis é um dos principais desafios ao desenvolver um sistema de eletrólise de água alcalina. Neste artigo, descrevemos um eletrodo de Ni modificado por óxido de grafeno reduzido (RGO), que pode ser usado como um candidato proeminente para tal sistema. As características deste eletrodo, determinadas experimentalmente e que mostram atividade eletrocatalítica superior, foram complementadas por cálculos de teoria do funcional de densidade. Considerações termodinâmicas levaram à conclusão de que átomos de H, formados durante a descarga de H2O no Ni, se espalham sobre o RGO, que serve como um aceitador de adjunto de H, permitindo a limpeza contínua dos locais ativos de Ni e um caminho alternativo para a produção de H2. Este modo de ação é proporcionado pela reatividade única do RGO, que surge devido à presença de grupos de superfície O dentro da estrutura do grafeno. A significativa atividade eletrocatalítica e a vida útil (>35 dias) do RGO em relação à HER sob condições de eletrólise de água alcalina são demonstradas.