Un team internazionale guidato dalla City University di Hong Kong (CityU) ha annunciato un passo avanti rivoluzionario che ha aggiunto in modo significativo il know-how tecnico necessario per ripulire il pianeta.
La scoperta, pubblicata sulla rivista Natura, si concentra sullo sviluppo di un elettrocatalizzatore altamente efficiente in grado di migliorare la generazione di idrogeno attraverso la scissione elettrocatalitica dell’acqua.
Intitolato “Crescita fase-dipendente di Pt su MoS2 per un’evoluzione di H2 altamente efficiente”, l’articolo è stato pubblicato il 13 settembre a Londra.
C’è un disperato bisogno di fonti energetiche più pulite, ma le sfide per svezzare il mondo dai combustibili fossili verso energie più sostenibili sono enormi.
“L’idrogeno generato dalla scissione elettrocatalitica dell’acqua è considerato una delle energie pulite più promettenti per sostituire i combustibili fossili nel prossimo futuro, riducendo l’inquinamento ambientale e l’effetto serra”, ha affermato il professor Zhang Hua, professore di nanomateriali Herman Hu alla CityU, che sta guidando la ricerca.
Tra i collaboratori del professor Zhang figurano il professor Anthony RJ Kucernak del Dipartimento di Chimica dell’Imperial College di Londra e ricercatori di università e istituti di ricerca di Hong Kong, Cina continentale, Singapore e Regno Unito.
Lo sviluppo fondamentale della ricerca condotta da CityU è la creazione di nuovi catalizzatori utilizzando nanofogli di dicalcogenuro di metalli di transizione (TMD) come supporti, consentendo un’efficienza superiore e un’elevata stabilità durante la reazione elettrocatalitica di evoluzione dell’idrogeno (HER), un passaggio fondamentale nella reazione elettrocatalitica di evoluzione dell’acqua. scissione, nota anche come tecnica dell’elettrolisi dell’acqua, per la produzione di idrogeno.
Da diversi anni il team studia come migliorare le prestazioni del processo HER ingegnerizzando la fase cristallina dei nanomateriali. Sebbene i nanofogli TMD con fasi cristalline non convenzionali possiedano un grande potenziale per essere utilizzati come supporti catalitici, fabbricare tali fogli sufficientemente puri per HER è tutt’altro che semplice.
Ma in questa ricerca, il team del professor Zhang ha sviluppato un nuovo metodo per preparare nanofogli TMD in fase non convenzionale con elevata purezza e qualità di fase. Inoltre, hanno studiato la crescita dipendente dalla fase cristallina dei metalli nobili sui supporti dei nanofogli TMD.
Tecnicamente parlando, hanno scoperto che il modello in fase 2H facilita la crescita epitassiale delle nanoparticelle di Pt, mentre il modello in fase 1T′ supporta atomi di Pt singoli atomicamente dispersi (s-Pt). L’s-Pt/1T′-MoS2 sintetizzato funge da catalizzatore altamente efficiente per HER e può funzionare per 500 ore nell’elettrolizzatore ad acqua, dimostrando che i nanofogli 1T′-TMD potrebbero essere supporti efficaci per i catalizzatori.
“Svilupperemo catalizzatori più efficienti sulla base di questa scoperta ed esploreremo le loro applicazioni in varie reazioni catalitiche”, ha affermato il dottor Shi Zhenyu, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Chimica della CityU e primo autore dell’articolo.
Questi risultati ampliano la portata dell’ingegneria di fase nei nanomateriali, aprendo la strada alla progettazione e alla sintesi di catalizzatori altamente efficienti, contribuendo a energie più pulite e a uno sviluppo più sostenibile.
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