Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Electrocatalizador

La estabilidad de un electrocatalizador de cátodo de platino medida por el químico Xiaoping Wang Un electrocatalizador es un catalizador que participa en reacciones electroquími...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
La estabilidad de un electrocatalizador de cátodo de platino medida por el químico Xiaoping Wang

Un electrocatalizador es un catalizador que participa en reacciones electroquímicas . Los electrocatalizadores son una forma específica de catalizadores que funcionan en las superficies de los electrodos o, más comúnmente, pueden ser la superficie del electrodo en sí. Un electrocatalizador puede ser heterogéneo, como un electrodo platinizado . [1] Los electrocatalizadores homogéneos, que son solubles, ayudan a transferir electrones entre el electrodo y los reactivos, y/o facilitan una transformación química intermedia descrita por una semirreacción general . [2] Los principales desafíos en los electrocatalizadores se centran en las celdas de combustible . [3] [4]


Antecedentes y teoría

Un electrocatalizador reduce la energía de activación necesaria para una reacción electroquímica. [5] Algunos electrocatalizadores cambian el potencial al que ocurren los procesos de oxidación y reducción. [6] En otros casos, un electrocatalizador puede impartir selectividad al favorecer la interacción química específica en la superficie de un electrodo. [7] Dado que las reacciones electroquímicas ocurren cuando los electrones pasan de una especie química a otra, las interacciones favorables en la superficie de un electrodo aumentan la probabilidad de que ocurran transformaciones electroquímicas, reduciendo así el potencial necesario para lograr estas transformaciones. [7]

Los electrocatalizadores pueden evaluarse según su actividad, estabilidad y selectividad. La actividad de los electrocatalizadores puede evaluarse cuantitativamente por la densidad de corriente generada y, por lo tanto, por la velocidad con la que se produce una reacción para un potencial aplicado determinado. Esta relación se describe con la ecuación de Tafel . [5] Al evaluar la estabilidad de los electrocatalizadores, el parámetro clave es el número de recambio (TON). La selectividad de los electrocatalizadores se refiere a la distribución del producto. [5] La selectividad puede evaluarse cuantitativamente a través de un coeficiente de selectividad, que compara la respuesta del material al analito o sustrato deseado con la respuesta a otros interferentes. [8]

En muchos sistemas electroquímicos, incluidas las celdas galvánicas , las celdas de combustible y varias formas de celdas electrolíticas , un inconveniente es que pueden sufrir altas barreras de activación. La energía desviada para superar estas barreras de activación se transforma en calor. En la mayoría de las reacciones de combustión exotérmica, este calor simplemente propagaría la reacción catalíticamente. En una reacción redox, este calor es un subproducto inútil que se pierde en el sistema. La energía adicional requerida para superar las barreras cinéticas generalmente se describe en términos de baja eficiencia faradaica y altos sobrepotenciales . [5] En estos sistemas, cada uno de los dos electrodos y su semicelda asociada requerirían su propio electrocatalizador especializado. [2]

Las semirreacciones que implican múltiples pasos , múltiples transferencias de electrones y la evolución o consumo de gases en sus transformaciones químicas generales, a menudo tendrán barreras cinéticas considerables. Además, a menudo hay más de una reacción posible en la superficie de un electrodo. Por ejemplo, durante la electrólisis del agua , el ánodo puede oxidar el agua a través de un proceso de dos electrones a peróxido de hidrógeno o un proceso de cuatro electrones a oxígeno. La presencia de un electrocatalizador podría facilitar cualquiera de las vías de reacción. [9]

Tipos de materiales electrocatalizadores, incluidos electrocatalizadores homogéneos y heterogéneos.

Electrocatalizadores homogéneos

Un electrocatalizador homogéneo es aquel que está presente en la misma fase de la materia que los reactantes, por ejemplo, un complejo de coordinación soluble en agua que cataliza una conversión electroquímica en solución. [10] [11] Esta tecnología no se practica comercialmente, pero es de interés para la investigación.

Complejos de coordinación sintéticos

Muchos complejos de coordinación catalizan reacciones electroquímicas, aunque pocos han logrado éxito comercial. Entre los procesos bien investigados se encuentra la reacción de evolución del hidrógeno . [12]

Electrificación de procesos catalíticos

Existe un gran interés en reemplazar la catálisis química tradicional por la electrocatálisis. En este esquema, los electrones suministrados por un electrodo son reactivos. El tema es un tema dentro del área de energía verde , porque los electrones pueden provenir de recursos renovables . Varias conversiones que utilizan gas hidrógeno podrían transformarse en procesos electroquímicos que utilizan protones. [13] Esta tecnología sigue siendo económicamente no competitiva. [14]

Otro ejemplo se encuentra en el área de la fijación del nitrógeno . El proceso tradicional de Haber-Bosch produce amoniaco mediante la hidrogenación del gas nitrógeno :

N2 + 3H2 → 2NH3​

En la versión electrificada, el hidrógeno se proporciona en forma de protones y electrones: [15] [16]

N2 + 6H + + 6e− → 2NH3

El amoniaco representa una fuente de energía ya que es combustible, por lo que la electrificación puede considerarse un medio de almacenamiento de energía.

Otro proceso que atrae mucho esfuerzo es la reducción electroquímica del dióxido de carbono . [11]

Enzimas

Algunas enzimas pueden funcionar como electrocatalizadores. [17] La ​​nitrogenasa , una enzima que contiene un grupo MoFe, se puede aprovechar para fijar el nitrógeno atmosférico , es decir, convertir el gas nitrógeno en moléculas como el amoníaco. Inmovilizar la proteína sobre la superficie de un electrodo y emplear un mediador electrónico mejora en gran medida la eficiencia de este proceso. [18] La eficacia de los bioelectrocatalizadores generalmente depende de la facilidad de transporte de electrones entre el sitio activo de la enzima y la superficie del electrodo. [17] Otras enzimas proporcionan información para el desarrollo de catalizadores sintéticos. Por ejemplo, la formiato deshidrogenasa , una enzima que contiene níquel, ha inspirado el desarrollo de complejos sintéticos con estructuras moleculares similares para su uso en la reducción de CO 2 . [19] Las pilas de combustible microbianas son otra forma en que los sistemas biológicos se pueden aprovechar para aplicaciones electrocatalíticas. [17] [20] Los sistemas basados ​​en microbios aprovechan las vías metabólicas de un organismo completo, en lugar de la actividad de una enzima específica, lo que significa que pueden catalizar una amplia gama de reacciones químicas. [17] Las celdas de combustible microbianas pueden derivar corriente de la oxidación de sustratos como la glucosa, [20] y aprovecharse para procesos como la reducción de CO 2 . [17]

Electrocatalizadores heterogéneos

Un electrocatalizador heterogéneo es aquel que está presente en una fase de materia diferente a la de los reactivos, por ejemplo, una superficie sólida que cataliza una reacción en solución. Los diferentes tipos de materiales de electrocatalizadores heterogéneos se muestran arriba en verde. Dado que las reacciones electrocatalíticas heterogéneas necesitan una transferencia de electrones entre el catalizador sólido (normalmente un metal) y el electrolito, que puede ser una solución líquida pero también un polímero o una cerámica capaz de conducción iónica, la cinética de la reacción depende tanto del catalizador como del electrolito, así como de la interfaz entre ellos. [7] La ​​naturaleza de la superficie del electrocatalizador determina algunas propiedades de la reacción, incluidas la velocidad y la selectividad. [7]

Materiales a granel

La electrocatálisis puede ocurrir en la superficie de algunos materiales a granel, como el platino metálico. Las superficies metálicas a granel del oro se han empleado para la descomposición del metanol para la producción de hidrógeno . [2] La electrólisis del agua se lleva a cabo convencionalmente en electrodos metálicos a granel inertes como el platino o el iridio. [21] La actividad de un electrocatalizador se puede ajustar con una modificación química, que se obtiene comúnmente al alear dos o más metales. Esto se debe a un cambio en la estructura electrónica, especialmente en la banda d que se considera responsable de las propiedades catalíticas de los metales nobles. [22]

Nanomateriales

Nanopartículas

Se ha demostrado que una variedad de materiales de nanopartículas promueven diversas reacciones electroquímicas, [23] aunque ninguno ha sido comercializado. Estos catalizadores pueden ajustarse con respecto a su tamaño y forma, así como a la tensión superficial. [24]

Diferencia de densidad electrónica de un átomo de Cl adsorbido en una superficie de Cu(111) obtenida con una simulación de la teoría del funcional de la densidad. Las regiones rojas representan la abundancia de electrones, mientras que las regiones azules representan el déficit de electrones.
Diferencia de densidad electrónica de un átomo de Cl adsorbido en una superficie de Cu(111) obtenida con una simulación DFT .

Además, se pueden lograr velocidades de reacción más altas controlando con precisión la disposición de los átomos de la superficie: de hecho, en sistemas nanométricos, el número de sitios de reacción disponibles es un parámetro mejor que el área de superficie expuesta para estimar la actividad electrocatalítica. Los sitios son las posiciones en las que podría tener lugar la reacción; la probabilidad de que ocurra una reacción en un sitio determinado depende de la estructura electrónica del catalizador, que determina la energía de adsorción de los reactivos junto con muchas otras variables que aún no están completamente aclaradas. [25]

Según el modelo TSK , los átomos de la superficie del catalizador se pueden clasificar como átomos de terraza, de escalón o de pliegue según su posición, cada uno caracterizado por un número de coordinación diferente . En principio, los átomos con menor número de coordinación (pliegues y defectos) tienden a ser más reactivos y, por lo tanto, adsorben los reactivos más fácilmente: esto puede promover la cinética, pero también podría deprimirla si la especie adsorbente no es el reactivo, inactivando así el catalizador. Los avances en nanotecnología hacen posible la ingeniería de la superficie del catalizador de modo que solo algunos planos cristalinos deseados estén expuestos a los reactivos, maximizando el número de sitios de reacción efectivos para la reacción deseada. [23]

Hasta la fecha, no se puede formular un mecanismo generalizado de dependencia de la superficie, ya que cada efecto de superficie es fuertemente específico de la reacción. Se han propuesto algunas clasificaciones de reacciones basadas en su dependencia de la superficie [25], pero todavía hay muchas excepciones que no entran en ellas.

Efecto del tamaño de partícula
Un ejemplo de un efecto del tamaño de partícula: la cantidad de sitios de reacción de diferentes tipos depende del tamaño de la partícula. En este modelo de cuatro nanopartículas de FCC, el sitio de torcedura entre los planos (111) y (100) (número de coordinación 6, representado por esferas doradas) es 24 para las cuatro nanopartículas diferentes, mientras que la cantidad de otros sitios de superficie varía.

El interés por reducir al máximo los costes de los catalizadores para procesos electroquímicos ha llevado al uso de polvos catalizadores finos, ya que la superficie específica aumenta a medida que disminuye el tamaño medio de las partículas. Por ejemplo, el diseño más común de celdas de combustible y electrolizadores PEM se basa en una membrana polimérica cargada con nanopartículas de platino como electrocatalizador (el llamado negro de platino ). [26]

Aunque la relación área superficial/volumen se considera comúnmente el parámetro principal que relaciona el tamaño del electrocatalizador con su actividad, para comprender el efecto del tamaño de partícula, es necesario tener en cuenta varios fenómenos más: [25]

  • Forma de equilibrio : para cualquier tamaño dado de una nanopartícula existe una forma de equilibrio que determina exactamente sus planos cristalinos.
  • Número relativo de sitios de reacción : un tamaño determinado para una nanopartícula corresponde a un cierto número de átomos de superficie y solo algunos de ellos albergan un sitio de reacción.
  • Estructura electrónica : por debajo de un cierto tamaño, la función de trabajo de una nanopartícula cambia y su estructura de banda se desvanece.
  • Defectos : la red cristalina de una nanopartícula pequeña es perfecta; por lo tanto, las reacciones potenciadas por los defectos a medida que los sitios de reacción se ralentizan a medida que disminuye el tamaño de la partícula.
  • Estabilidad : las nanopartículas pequeñas tienen tendencia a perder masa debido a la difusión de sus átomos hacia partículas más grandes, según el fenómeno de maduración de Ostwald .
  • Agentes de recubrimiento : para estabilizar las nanopartículas es necesaria una capa de recubrimiento, por lo que parte de su superficie no está disponible para los reactivos.
  • Soporte : las nanopartículas a menudo se fijan a un soporte para permanecer en su lugar, por lo tanto, parte de su superficie no está disponible para los reactivos.

Materiales a base de carbono

Los nanotubos de carbono y los materiales basados ​​en grafeno se pueden utilizar como electrocatalizadores. [27] Las superficies de carbono del grafeno y los nanotubos de carbono son muy adecuadas para la adsorción de muchas especies químicas, que pueden promover ciertas reacciones electrocatalíticas. [28] Además, su conductividad significa que son buenos materiales para electrodos. [28] Los nanotubos de carbono tienen un área de superficie muy alta, lo que maximiza los sitios de superficie en los que pueden ocurrir transformaciones electroquímicas. [29] El grafeno también puede servir como plataforma para construir compuestos con otros tipos de nanomateriales , como catalizadores de un solo átomo. [30] Debido a su conductividad, los materiales basados ​​en carbono pueden reemplazar potencialmente a los electrodos de metal para realizar una electrocatálisis sin metal. [31]

Materiales del marco

Los marcos metalorgánicos (MOF) , especialmente los marcos conductores, se pueden utilizar como electrocatalizadores para procesos como la reducción de CO2 y la división del agua . Los MOF proporcionan sitios activos potenciales tanto en centros metálicos como en sitios de ligandos orgánicos. [32] También se pueden funcionalizar o encapsular otros materiales como nanopartículas. [32] Los MOF también se pueden combinar con materiales a base de carbono para formar electrocatalizadores. [33] Los marcos orgánicos covalentes (COF) , particularmente aquellos que contienen metales, también pueden servir como electrocatalizadores. Los COF construidos a partir de porfirinas de cobalto demostraron la capacidad de reducir el dióxido de carbono a monóxido de carbono. [34]

Sin embargo, se sabe que muchos MOF son inestables en condiciones químicas y electroquímicas, lo que dificulta determinar si los MOF son en realidad catalizadores o precatalizadores. Es necesario analizar exhaustivamente los sitios activos reales de los MOF durante la electrocatálisis. [35]

Investigación sobre electrocatálisis

Algunos complejos de metales de transición que exhiben cierta actividad como electrocatalizadores homogéneos. [10] [11]

División del agua / evolución del hidrógeno

Esquema de una pila de combustible de hidrógeno. Para suministrar hidrógeno, se suele emplear la separación electrocatalítica del agua.

El hidrógeno y el oxígeno se pueden combinar mediante el uso de una celda de combustible. En este proceso, la reacción se divide en dos semirreacciones que ocurren en electrodos separados. En esta situación, la energía del reactivo se convierte directamente en electricidad. Se puede obtener energía útil del calor térmico de esta reacción mediante un motor de combustión interna con una eficiencia máxima del 60% (para una relación de compresión de 10 y una relación de calor específico de 1,4) basada en el ciclo termodinámico de Otto . También es posible combinar el hidrógeno y el oxígeno a través del mecanismo redox como en el caso de una celda de combustible . En este proceso, la reacción se divide en dos semirreacciones que ocurren en electrodos separados. En esta situación, la energía del reactivo se convierte directamente en electricidad. [36] [37]

El potencial de reducción estándar del hidrógeno se define como 0 V y con frecuencia se lo denomina electrodo de hidrógeno estándar (SHE). [38]

HER [10] puede ser promovida por muchos catalizadores. [10]

Reducción del dióxido de carbono

La electrocatálisis para la reducción de CO2 no se practica comercialmente, pero sigue siendo un tema de investigación. La reducción de CO2 en productos utilizables es una forma potencial de combatir el cambio climático . Los electrocatalizadores pueden promover la reducción de dióxido de carbono en metanol y otros combustibles útiles y sustancias químicas de almacenamiento. Los productos de reducción de CO2 más valiosos son aquellos que tienen un mayor contenido de energía, lo que significa que pueden reutilizarse como combustibles. Por lo tanto, el desarrollo de catalizadores se centra en la producción de productos como metano y metanol. [11] Se han empleado catalizadores homogéneos, como enzimas [19] y complejos de coordinación sintéticos [11] para este propósito. También se han estudiado una variedad de nanomateriales para la reducción de CO2 , incluidos materiales basados ​​en carbono y materiales de estructura. [39]

Pilas de combustible alimentadas con etanol

Las soluciones acuosas de metanol pueden descomponerse en gas hidrógeno CO2 y agua. Aunque este proceso es termodinámicamente favorable, la barrera de activación es extremadamente alta, por lo que en la práctica esta reacción no suele observarse. Sin embargo, los electrocatalizadores pueden acelerar esta reacción en gran medida, lo que convierte al metanol en una posible vía para el almacenamiento de hidrógeno para las pilas de combustible. [2] Se ha demostrado que los electrocatalizadores como el oro, el platino y varios materiales basados ​​en carbono catalizan eficazmente este proceso. Un electrocatalizador de platino y rodio sobre nanopartículas de dióxido de estaño con soporte de carbono puede romper enlaces de carbono a temperatura ambiente con solo dióxido de carbono como subproducto, de modo que el etanol puede oxidarse en los iones de hidrógeno y electrones necesarios para crear electricidad. [40]

Síntesis química

Los electrocatalizadores se utilizan para promover ciertas reacciones químicas con el fin de obtener productos sintéticos. El grafeno y los óxidos de grafeno han demostrado ser prometedores como materiales electrocatalíticos para la síntesis. [41] Los métodos electrocatalíticos también tienen potencial para la síntesis de polímeros. [42] Las reacciones de síntesis electrocatalítica se pueden realizar en condiciones de corriente constante, potencial constante o voltaje de celda constante, según la escala y el propósito de la reacción. [43]

Procesos avanzados de oxidación en el tratamiento del agua

Los sistemas de tratamiento de agua a menudo requieren la degradación de compuestos peligrosos. Estos procesos de tratamiento se denominan procesos de oxidación avanzada y son clave para destruir subproductos de la desinfección, pesticidas y otros compuestos peligrosos. Existe un esfuerzo emergente para permitir que estos procesos destruyan compuestos más tenaces, especialmente PFAS [44]

Lectura adicional

  • Valenti, G.; Boni, A.; Melchionna, M.; Cargnello, M.; Nasi, L.; Bertoli, G.; Gorte, RJ; Marcaccio, M.; Rapino, S.; Bonchio, M.; Fornasiero, P.; Prato, M.; Paolucci, F. (2016). "Heteroestructuras coaxiales que integran dióxido de paladio/titanio con nanotubos de carbono para una evolución electrocatalítica eficiente del hidrógeno". Nature Communications . 7 : 13549. Bibcode :2016NatCo...713549V. doi :10.1038/ncomms13549. PMC  5159813 . PMID  27941752.

Véase también

Referencias

  1. ^ Kotrel, Stefan; BrUninger, Sigmar (2008). "Electrocatálisis industrial". Manual de catálisis heterogénea . doi :10.1002/9783527610044.hetcat0103. ISBN 978-3527312412.
  2. ^ abcd Roduner, Emil (13 de junio de 2017). "Fundamentos seleccionados de catálisis y electrocatálisis en reacciones de conversión de energía: un tutorial". Catalysis Today . 309 : 263–268. doi :10.1016/j.cattod.2017.05.091. hdl : 2263/68699 . S2CID  103395714.
  3. ^ Debe, Mark K. (2012). "Enfoques y desafíos de los electrocatalizadores para las celdas de combustible para automóviles". Nature . 486 (7401): 43–51. Bibcode :2012Natur.486...43D. doi :10.1038/nature11115. PMID  22678278. S2CID  4349039.
  4. ^ Jiao, Yan; Zheng, Yao; Jaroniec, Mietek; Qiao, Shi Zhang (2015). "Diseño de electrocatalizadores para reacciones de conversión de energía que involucran oxígeno e hidrógeno". Chemical Society Reviews . 44 (8): 2060–2086. doi :10.1039/C4CS00470A. PMID  25672249.
  5. ^ abcd Jaramillo, Tom (3 de septiembre de 2014). "Electrocatálisis 101 | Simposio GCEP - 11 de octubre de 2012". Youtube.com .
  6. ^ Bard, Allen J.; Larry R. Faulkner (2001). Métodos electroquímicos: fundamentos y aplicaciones (segunda edición). Hoboken, NJ. ISBN 0-471-04372-9.OCLC 43859504  .{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: falta la ubicación del editor ( enlace )
  7. ^ abcd McCreery, Richard L. (julio de 2008). "Materiales avanzados de electrodos de carbono para electroquímica molecular". Chemical Reviews . 108 (7): 2646–2687. doi :10.1021/cr068076m. ISSN  0009-2665. PMID  18557655.
  8. ^ Brown, Micah D.; Schoenfisch, Mark H. (27 de noviembre de 2019). "Sensores electroquímicos de óxido nítrico: principios de diseño y caracterización". Chemical Reviews . 119 (22): 11551–11575. doi :10.1021/acs.chemrev.8b00797. ISSN  0009-2665. PMID  31553169. S2CID  202761809.
  9. ^ Bard, Allen J. ; Faulkner, Larry R. (enero de 2001). Métodos electroquímicos: fundamentos y aplicaciones. Nueva York : Wiley . ISBN  978-0-471-04372-0. Consultado el 27 de febrero de 2009 .
  10. ^ abcd Artero, Vincent; Chavarot-Kerlidou, Murielle; Fontecave, Marc (1 de agosto de 2011). "División del agua con cobalto". Angewandte Chemie International Edition . 50 (32): 7238–7266. doi :10.1002/anie.201007987. PMID  21748828.
  11. ^ abcde Kinzel, Niklas W.; Werlé, Christophe; Leitner, Walter (19 de enero de 2021). "Complejos de metales de transición como catalizadores para la electroconversión de CO 2 : una perspectiva organometálica". Angewandte Chemie International Edition . 60 (21): 11628–11686. doi : 10.1002/anie.202006988 . ISSN  1433-7851. PMC 8248444 . PMID  33464678. 
  12. ^ Wiedner, Eric S.; Appel, Aaron M.; Raugei, Simone; Shaw, Wendy J.; Bullock, R. Morris (2022). "Catalizadores moleculares con ligandos de difosfina que contienen aminas colgantes". Chemical Reviews . 122 (14): 12427–12474. doi :10.1021/acs.chemrev.1c01001. OSTI  1922077. PMID  35640056.
  13. ^ Kleinhaus, Julián T.; Lobo, Jonás; Pelumbi, Kevinjeorjios; Wickert, León; Viswanathan, Sangita C.; Junge Puring, Kai; Siegmundo, Daniel; Apfel, Ulf-Peter (2023). "Desarrollo de la hidrogenación electroquímica hacia aplicaciones industriales". Reseñas de la sociedad química . 52 (21): 7305–7332. doi :10.1039/D3CS00419H. PMID  37814786.
  14. ^ "¿Sueño o realidad? La electrificación de las industrias de procesos químicos". www.aiche-cep.com . Consultado el 22 de agosto de 2021 .
  15. ^ Guo, Wenhan; Zhang, Kexin; Liang, Zibin; Zou, Ruqiang; Xu, Qiang (2019). "Fijación y utilización electroquímica de nitrógeno: teorías, materiales catalizadores avanzados y diseño de sistemas". Chemical Society Reviews . 48 (24): 5658–5716. doi :10.1039/C9CS00159J. PMID  31742279.
  16. ^ Wang, Bo; Zhang, Yifeng; Minteer, Shelley D. (2023). "Fijación de nitrógeno bioinorgánico impulsada por electrones renovables: ¿una ruta superior hacia el amoníaco verde?" (PDF) . Energy & Environmental Science . 16 (2): 404–420. doi :10.1039/D2EE03132A.
  17. ^ abcde Chen, Hui; Simoska, Olja; Lim, Koun; Grattieri, Matteo; Yuan, Mengwei; Dong, Fangyuan; Lee, Yoo Seok; Beaver, Kevin; Weliwatte, Samali; Gaffney, Erin M.; Minteer, Shelley D. (9 de diciembre de 2020). "Fundamentos, aplicaciones y direcciones futuras de la bioelectrocatálisis". Chemical Reviews . 120 (23): 12903–12993. doi : 10.1021/acs.chemrev.0c00472 . ISSN  0009-2665. PMID  33050699.
  18. ^ Milton, Ross D.; Minteer, Shelley D. (17 de diciembre de 2019). "Bioelectroquímica de la nitrogenasa para aplicaciones de síntesis". Accounts of Chemical Research . 52 (12): 3351–3360. doi :10.1021/acs.accounts.9b00494. ISSN  0001-4842. PMID  31800207. S2CID  208643374.
  19. ^ ab Yang, Jenny Y.; Kerr, Tyler A.; Wang, Xinran S.; Barlow, Jeffrey M. (18 de noviembre de 2020). "Reducción de CO 2 a HCO 2 - a potenciales moderados: lecciones de la formiato deshidrogenasa". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 142 (46): 19438–19445. doi :10.1021/jacs.0c07965. ISSN  0002-7863. PMID  33141560.
  20. ^ ab Qiao, Yan; Bao, Shu-Juan; Li, Chang Ming (2010). "Electrocatálisis en celdas de combustible microbianas: del material de electrodos a la electroquímica directa". Energy & Environmental Science . 3 (5): 544. doi :10.1039/b923503e. ISSN  1754-5692.
  21. ^ Carmo, Marcelo; Fritz, David L.; Mergel, Jürgen; Stolten, Detlef (14 de marzo de 2013). "Una revisión exhaustiva sobre la electrólisis del agua mediante PEM". Revista internacional de energía del hidrógeno . 38 (12): 4901–4934. doi :10.1016/j.ijhydene.2013.01.151.
  22. ^ Mistry, H.; Varela, AS; Strasser, P. ; Cuenya, BR (2016). "Electrocatalizadores nanoestructurados con actividad y selectividad ajustables". Nature Reviews Materials . 1 (4): 1–14. Código Bibliográfico :2016NatRM...116009M. doi :10.1038/natrevmats.2016.9.
  23. ^ ab Kleijn, Steven EF; Lai, Stanley CS; Koper, Marc TM; Unwin, Patrick R. (1 de abril de 2014). "Electroquímica de nanopartículas". Angewandte Chemie International Edition . 53 (14): 3558–3586. doi :10.1002/anie.201306828. PMID  24574053.
  24. ^ Luo, Mingchuan; Guo, Shaojun (26 de septiembre de 2017). "Electrocatálisis controlada por deformación en nanomateriales multimetálicos". Nature Reviews Materials . 2 (11): 17059. Bibcode :2017NatRM...217059L. doi :10.1038/natrevmats.2017.59. ISSN  2058-8437.
  25. ^ abc Koper, MTM (2011). "Sensibilidad estructural y efectos a escala nanométrica en electrocatálisis". Nanoescala . 3 (5). La Royal Society of Chemistry: 2054–2073. Bibcode :2011Nanos...3.2054K. doi :10.1039/c0nr00857e. PMID  21399781.
  26. ^ Carmo, M.; Fritz, DL; Mergel, J.; Stolten, D. (2013). "Una revisión exhaustiva sobre la electrólisis del agua mediante PEM". Revista internacional de energía del hidrógeno . 38 (12): 4901–4934. doi :10.1016/j.ijhydene.2013.01.151.
  27. ^ Wang, Xin (19 de enero de 2008). "CNTs tuned to provide electrocatalyst support". Nanotechweb.org. Archivado desde el original el 22 de enero de 2009. Consultado el 27 de febrero de 2009 .
  28. ^ ab McCreery, Richard L. (17 de junio de 2008). "Materiales avanzados de electrodos de carbono para electroquímica molecular". Chemical Reviews . 108 (7): 2646–2687. doi :10.1021/cr068076m. ISSN  0009-2665. PMID  18557655.
  29. ^ Wildgoose, Gregory G.; Banks, Craig E.; Leventis, Henry C.; Compton, Richard G. (30 de noviembre de 2005). "Nanotubos de carbono modificados químicamente para su uso en electroanálisis". Microchimica Acta . 152 (3–4): 187–214. doi :10.1007/s00604-005-0449-x. ISSN  0026-3672. S2CID  93373402.
  30. ^ Zhang, Qin; Zhang, Xiaoxiang; Wang, Junzhong; Wang, Congwei (15 de enero de 2021). "Catalizadores de un solo átomo soportados en grafeno y aplicaciones en electrocatálisis". Nanotecnología . 32 (3): 032001. Bibcode :2021Nanot..32c2001Z. doi :10.1088/1361-6528/abbd70. ISSN  0957-4484. PMID  33002887. S2CID  222146032.
  31. ^ Dai, Liming (13 de junio de 2017). "Catalizadores basados ​​en carbono para electrocatálisis sin metales". Current Opinion in Electrochemistry . 4 (1): 18–25. doi : 10.1016/j.coelec.2017.06.004 .
  32. ^ ab Jiao, Long; Wang, Yang; Jiang, Hai-Long; Xu, Qiang (27 de noviembre de 2017). "Marcos metalorgánicos como plataformas para aplicaciones catalíticas". Materiales avanzados . 30 (37): 1703663. doi :10.1002/adma.201703663. PMID  29178384. S2CID  205282723.
  33. ^ Singh, Chanderpratap; Mukhopadhyay, Subhabrata; Hod, Idan (5 de enero de 2021). "Nanomateriales derivados de estructuras metalorgánicas para electrocatálisis: desarrollos recientes para la reducción de CO2 y N2". Nano Convergence . 8 (1): 1. Bibcode :2021NanoC...8....1S. doi : 10.1186/s40580-020-00251-6 . ISSN  2196-5404. PMC 7785767 . PMID  33403521. 
  34. ^ Sharma, Rakesh Kumar; Yadav, Priya; Yadav, Manavi; Gupta, Radhika; Rana, Pooja; Srivastava, Anju; Zbořil, Radek; Varma, Rajender S.; Antonietti, Markus; Gawande, Manoj B. (2020). "Desarrollo reciente de estructuras orgánicas covalentes (COF): síntesis y aplicaciones catalíticas (orgánicas-electro-foto)". Materials Horizons . 7 (2): 411–454. doi :10.1039/C9MH00856J. ISSN  2051-6347. S2CID  204292382.
  35. ^ Zheng, Weiran; Liu, Mengjie; Lee, Lawrence Yoon Suk (3 de enero de 2020). "Inestabilidad electroquímica de estructuras metalorgánicas: investigación espectroelectroquímica in situ de los sitios activos reales". ACS Catalysis . 10 (1): 81–92. doi :10.1021/acscatal.9b03790. hdl : 10397/100175 . S2CID  212979103.
  36. ^ Kunze, Julia; Ulrich Stimming (2009). "Tecnología energética electroquímica versus tecnología de motores térmicos: un tributo a las declaraciones visionarias de Wilhelm Ostwald". Angewandte Chemie International Edition . 48 (49): 9230–9237. doi : 10.1002/anie.200903603 . PMID  19894237.
  37. ^ Haverkamp, ​​Richard (3 de junio de 2008). "¿Qué es un electrocatalizador?". Science learning New Zealand. Archivado desde el original (video QuickTime y transcripción) el 29 de abril de 2023. Consultado el 27 de febrero de 2009 .
  38. ^ Elgrishi, Noémie; Rountree, Kelley J.; McCarthy, Brian D.; Rountree, Eric S.; Eisenhart, Thomas T.; Dempsey, Jillian L. (13 de febrero de 2018). "Una guía práctica para principiantes sobre voltamperometría cíclica". Revista de educación química . 95 (2): 197–206. Código Bibliográfico :2018JChEd..95..197E. doi : 10.1021/acs.jchemed.7b00361 . ISSN  0021-9584.
  39. ^ Pan, Fuping; Yang, Yang (2020). "Diseño de materiales de electrodos de reducción de CO2 mediante morfología e ingeniería de interfaz". Energía y ciencia medioambiental . 13 (8): 2275–2309. doi :10.1039/D0EE00900H. ISSN  1754-5692. S2CID  219737955.
  40. ^ Harris, Mark (26 de enero de 2009). "Próximamente se lanzarán automóviles propulsados ​​por alcohol". techradar.com. Archivado desde el original el 2 de marzo de 2009. Consultado el 27 de febrero de 2009 .
  41. ^ Sachdeva, Harshita (30 de septiembre de 2020). "Avances recientes en las aplicaciones catalíticas de GO/rGO para la síntesis orgánica ecológica". Procesamiento y síntesis ecológica . 9 (1): 515–537. doi : 10.1515/gps-2020-0055 . ISSN  2191-9550.
  42. ^ Siu, Juno C.; Fu, Niankai; Lin, Song (17 de marzo de 2020). "Catalización de la electrosíntesis: un enfoque electrocatalítico homogéneo para el descubrimiento de reacciones". Accounts of Chemical Research . 53 (3): 547–560. doi :10.1021/acs.accounts.9b00529. ISSN  0001-4842. PMC 7245362 . PMID  32077681. 
  43. ^ Holade, Yaovi; Servat, Karine; Tingry, Sophie; Napporn, Teko W.; Remita, Hynd; Cornu, David; Kokoh, K. Boniface (6 de octubre de 2017). "Avances en electrocatálisis para conversión de energía y síntesis de moléculas orgánicas". ChemPhysChem . 18 (19): 2573–2605. doi : 10.1002/cphc.201700447 . ISSN  1439-4235. PMID  28732139.
  44. ^ Ji, Yangyuan; Choi, Youn Jeong; Fang, Yuhang; Pham, Hoang Son; Nou, Alliyan Tan; Lee, Linda S.; Niu, Junfeng; Warsinger, David M. (19 de enero de 2023). "Nanofiltración asistida por campo eléctrico para la eliminación de PFOA con flujo, selectividad y destrucción excepcionales". Environmental Science & Technology . 57 (47). American Chemical Society (ACS): 18519–18528. doi :10.1021/acs.est.2c04874. ISSN  0013-936X. PMID  36657468. S2CID  256030682.
Obtenido de "https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrocatalizador&oldid=1247855191"