Efektivní rozklad vody pomocí fosfidu kobaltitého dopovaného borem

V současnosti se intenzivně hledají cesty k levnému a ekologickému vodíku, nová publikace z Jihokorejské republiky popisuje perspektivní katalyzátor pro elektrochemický rozklad vody.

Fosfidy – sloučeniny fosforu s elektropozitivnějšími prvky, obsahují anion P3-.
MOF – kovovo-organická síť (Metal–Organic Framework), relativně nová skupina porézních materiálů. Jsou tvořeny kovovými centry, které jsou propojené organickými linkery.
Rozklad vody – elektrolýza vody, vzniká molekula vodíku (H2) a kyslíku (O2). Hlavní motivací je získávání vodíku jako paliva.

Postup syntézy byl velmi zajímavé, nejprve byla niklová pěna impregnována směsí dusičnanu kobaltnatého s 2-methylimidazolem. Během dvanácti hodin došlo k vytvoření porézního MOFu na nanopěně (Co-MOF/NF), v dalším kroku proběhla reakce tetrahydridoboritanem sodným (NaBH4). Produkt byl poté umístěn do křemenné lodičky a byl kalcinován v atmosféře argonu společně s fosfornanem sodným (NaH2PO2), čímž došlo k zavedení fosforu do produktu.

Schéma syntézy dopovaného fosfidu, ve spodní části jsou PXRD difraktogramy a povrchová analýza produktů. Zdroj: Wiley

Finálním produktem byl tedy fosfid kobaltu dopovaný borem s uhlíkem dopovaným dusíkem (z imidazolu) nanesený na kobaltové nanopěně – B-CoP@NC/NF.

Struktura 2-methylimidazolu a fosfornanu sodného

Pro elektrochemický rozklad vody je velmi důležitá schopnost katalyzátoru podporovat vznik vodíku (HER – Hydrogen Evolution Reaction), ale také kyslíku (OER – Oxygen Evolution Reaction). Aktuálně se využívají drahé a obtížně dostupné kovy, např. platina pro HER a ruthenium nebo iridium pro OER. Tato publikovaná látka by měla být použitelná na obou elektrodách a je výrazně ekonomičtější než platinové kovy.

Odkazy

Leave a Reply

Tento web používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak data z komentářů zpracováváme.