Crédito: Ingeniería Química de la Naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s44286-025-00262-2
Un equipo de investigación dirigido por el Prof. Zhao Shenlong del Centro Nacional de Nanociencia y Tecnología (NCNST) de la Academia de Ciencias de China ha desarrollado electrodos de marco de metal-orgánico (MOF) escalable para la electrólisis de agua alcalina, con síntesis fácil, alta eficiencia y compatibilidad industrial.
A medida que se acelera la transición de energía global, el hidrógeno se ha convertido en un portador de energía limpio y versátil capaz de descarbonizar las industrias y los sectores de transporte de alta emisión.
La división de agua impulsada por electricidad renovable ofrece una ruta sostenible para la producción de hidrógeno verde; Sin embargo, sus aplicaciones se han visto obstaculizadas por la escasez de electrodos eficientes, escalables y duraderos para la reacción de evolución de oxígeno cinéticamente lento (OER).
Utilizando la ultrasonicación, los investigadores produjeron cantidades a escala de kilogramo de polvos MOF, y a través de la electrodeposición a temperatura ambiente, fabricaron electrodos de gran área. Cuando se integran en sistemas de electrólisis alcalina, estos electrodos demostraron un bajo consumo de energía de 4.11 kWh nm -3 H2 y operación estable durante más de 5,000 horas.
El excelente rendimiento de los electrodos MOF surge del dopaje de cerio (CE) que sintoniza la estructura electrónica de los sitios activos de Cobalt (CO), lo que aumenta sustancialmente la cinética OER. Además, la distorsión de la red y la alta superficie de la copa bimetálica-MOF mejoran el transporte de masa (difusión de agua/gas) y la accesibilidad de electrolitos, mejorando la eficiencia catalítica en dispositivos prácticos.
Los electrodos permitieron una producción eficiente de hidrógeno a un costo de solo US $ 2.71 por kilogramo debido a su estructura, lo que reduce el costo, subrayando su fuerte potencial para aplicaciones sostenibles a gran escala. La investigación es publicado En la revista Nature Nature Chemical Engineering.
Este estudio ofrece una forma comercialmente viable para que las tecnologías de electrólisis basadas en MOF remodelen el panorama energético. Se debe hacer más esfuerzo para optimizar el proceso de síntesis para garantizar un rendimiento constante durante la producción a gran escala y ampliar la compatibilidad con diferentes sistemas de electrólisis industrial.
Más información: Yingjie Guo et al, electrodos basados en el marco metal-orgánico escalable para electrólisis de agua alcalina eficiente, Ingeniería Química de la Naturaleza (2025). Dos: 10.1038/s44286-025-00262-2
Proporcionado por la Academia de Ciencias de China
Cita: los electrodos de marco de metal-orgánicos escalables aumentan la eficiencia y reducen los costos para la producción de hidrógeno (2025, 25 de agosto) recuperado el 25 de agosto de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-08-scalable-metalframework-electrodes-boost.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
