A mineração de dados revela 68 novos eletrocatalisadores potenciais

Uma equipe de pesquisadores explorou a possibilidade de usar a mineração de dados para acelerar o processo de identificação de eletrocatalisadores de óxido metálico de baixo custo, um movimento que poderia acelerar a transição global para energias renováveis.

Pesquisa em energia sustentável

A dependência mundial dos combustíveis fósseis levou os cientistas a explorar fontes de energia renováveis.

As tecnologias de conversão eletroquímica, como a energia das células de combustível, a eletrólise da água e as baterias metal-ar, fornecem estratégias promissoras para a transição para um futuro energético sustentável. Por outro lado, a dependência de metais preciosos em muitas reações eletrocatalíticas coloca desafios económicos e ambientais.

Os óxidos metálicos têm potencial para mudar o jogo devido à sua estabilidade e baixo custo em comparação com metais preciosos, especialmente sob condições eletrocatalíticas alcalinas. No entanto, a busca por esses óxidos metálicos requer muitos recursos, pois os cientistas dependem de um processo de tentativa e erro.

Use dados como solução

” A mineração de dados é uma solução viável para este problema, por isso decidimos explorar as oportunidades e desafios da adoção desta estratégia para encontrar óxidos metálicos. “, específico Ei LeeProfessor Associado do Instituto Avançado de Pesquisa de Materiais (WPI-AIMR) da Universidade deUniversidade de Tohoku E o autor correspondente do artigo.

Para fazer isso, Hao Li, juntamente com seus colegas, explorou os dados disponíveis no banco de dados de Materiais do Projeto, Identificação de 68 eletrocatalisadores de óxido metálico estáveis ​​e promissores Em circunstâncias específicas.

Resultados promissores, mas requerem modificações

O banco de dados promoveu o Sb2WO6 como um óxido metálico estável em relação aos ácidos, observaram os pesquisadores. No entanto, os pesquisadores descobriram que isso contradizia observações experimentais subsequentes sob condições alcalinas de ORR.

Caracterização pós-catálise adicional, análises eletroquímicas do estado da superfície e modelagem cinética precisa acoplada ao pH revelaram que a superfície Sb2WO6 sofre passivação eletroquímica sob potencial ORR e forma uma superfície de reação de redução de oxigênio (ORR) ativa e estável com 4 elétrons.

Os resultados do estudo indicam que, embora a mineração de dados seja promissora, são necessárias melhorias adicionais para a sua adoção generalizada. ” Deve ser desenvolvida uma estratégia revista que tenha em conta a estabilidade e actividade da superfície induzida electroquimicamente. “Hao Li confirmou.

Sintético

Os pesquisadores esperam explorar outros eletrocatalisadores para reação de evolução de oxigênio e reação de evolução de hidrogênio no futuro, combinando mineração de dados, análise do estado de superfície e análise de atividade.

Para melhor compreensão

O que é mineração de dados?

A mineração de dados é o processo de análise de grandes quantidades de dados para descobrir padrões e tendências ocultos nos dados.

O que é um eletrocatalisador?

Um eletrocatalisador é uma substância que acelera reações eletroquímicas.

O que é reação de redução de oxigênio (ORR)?

A reação de redução de oxigênio é uma reação química que ocorre em células de combustível e baterias metálicas de ar, nas quais o oxigênio (O2) é reduzido para produzir água (H2O).

O que é uma reação de evolução de oxigênio (REA)?

A reação de evolução do oxigênio é uma reação química que ocorre em eletrolisadores, nos quais a água (H2O) é oxidada para produzir oxigênio (O2).

O que é uma reação de evolução de hidrogênio (HER)?

Uma reação de evolução de hidrogênio é uma reação química que ocorre em eletrolisadores, nos quais a água (H2O) é reduzida para produzir hidrogênio (H2).

Referências

Artigo: “Identificação de eletrocatalisadores estáveis ​​adaptados por mineração de dados: Sb2WO6 para redução de oxigênio” – DOI: 10.1002/advs.202305630

[ Rédaction ]