Những tiến bộ gần đây của các chất xúc tác điện hoá dựa trên nguyên tử đơn kim loại chuyển tiếp cho phản ứng tạo hydro: thách thức và triển vọng

Tiến sĩ Nguyễn Thị Ánh Nga và cộng sự đã trình bày một nghiên cứu tổng quan về chất xúc tác điện hoá dựa trên nguyên tử đơn kim loại chuyển tiếp dùng trong phản ứng tạo hydro. Việc phát triển các chất xúc tác điện hoá bền vững và có hiệu suất vượt trội cho phản ứng tiến hóa hydro (HER) giữ vai trò thiết yếu trong việc giảm carbon và góp phần duy trì một hành tinh xanh, trong lành và khỏe mạnh. Việc chế tạo các nguyên tử đơn kim loại chuyển tiếp (TM-SA) trên nhiều loại chất nền khác nhau, chẳng hạn như các hợp chất kim loại chuyển tiếp và vật liệu carbon, được xem là một giải pháp đầy tiềm năng để phát triển các điện cực hiệu quả cho HER nhờ tối đa hóa hiệu suất sử dụng nguyên tử, tạo ra hiệu ứng cộng hưởng, điều chỉnh được tính chất điện tử và giảm lượng kim loại sử dụng. Các tâm hoạt tính phân tán ở mức nguyên tử của chúng tạo ra môi trường phối trí đặc biệt và tối ưu hóa năng lượng hấp phụ của các chất trung gian, cho phép TM-SA vượt trội hơn các chất điện xúc tác thông thường. Bài tổng quan này trình bày những công trình mới nhất về các chất điện xúc tác dựa trên nguyên tử đơn cho HER. Trước hết, mô tả các cơ chế phản ứng HER khác nhau, sau đó khảo sát các quy trình chế tạo khác nhau của các chất xúc tác dựa trên nguyên tử đơn. Bên cạnh đó, các nguyên tử đơn kim loại quý (Pt, Ru, Pd), các nguyên tử đơn kim loại không quý (Co, Ni, Mo) và sự kết hợp của chúng trong lĩnh vực điện xúc tác cho HER cũng được thảo luận. Cuối cùng, những hạn chế cụ thể cùng các triển vọng trong tương lai đối với việc phát triển các chất điện xúc tác HER dựa trên TM-SA đã được làm rõ.

Link nghiên cứu: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319926000698