El tema de l'energia i el medi ambient és una preocupació important en el món actual, i els reptes relacionats amb els materials són especialment intrigants. Desenvolupar materials multifuncionals i intel·ligents per a tecnologies energètiques sostenibles és una tasca complexa i vital perquè aquests materials són essencials per proporcionar les solucions tecnològiques necessàries per a un futur energètic sostenible. El tema està impulsat per la necessitat de generar, consumir, emmagatzemar i assegurar el subministrament d'energia. Com que les limitacions en el rendiment i el cost dels sistemes de conversió i emmagatzematge d'energia es deuen principalment als materials utilitzats, hi ha un requisit urgent per al desenvolupament de nous materials funcionals per a la propera generació d'aquests sistemes.[1]
Els nostres estudis han demostrat que mitjançant la regulació de la superfície accessible dels electrocatalitzadors mitjançant modulacions estructurals i compositives, es pot millorar la seva activitat i es poden fer més efectius en la producció selectiva de productes químics específics. Per exemple, ajustant la morfologia dels electrocatalitzadors, es va aconseguir una eficiència Faradaica de més del 95% en la producció d'àcid fòrmic.[2]
A més, també s'ha aconseguit amb èxit la producció de productes C4 amb catalitzadors de Cu, que suposa un avenç significatiu en el camp.[3] La nostra investigació pretén superar el repte actual (selectivitat, estabilitat i activitat) centrant-se en l'enginyeria dels llocs actius i desenvolupant nanomaterials multifuncionals intel·ligents amb propietats físiques i químiques úniques que milloren el rendiment catalític. Pretenem obtenir una comprensió mecanicista de les reaccions de conversió d'energia rellevants per guiar el disseny de catalitzadors més efectius. L'enfocament actual de la nostra investigació rau en el desenvolupament de materials de carboni derivats de la biomassa i híbrids basats en MXene amb la finalitat de dividir l'aigua i reduir el CO2. Aquests materials són crucials per desenvolupar tecnologies energètiques sostenibles que puguin reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i donar suport a la transició cap a una economia circular i baixa en carboni.
CO2 Reduction:
H2 Generation:
References:
- Journal of Materials Chemistry A 5, 18, 8230 - 8246, 2017. DOI: 10.1039/C6TA09875D.
- . 14, 3402, 2021. DOI: 10.1002/CSSC.202101122.
- ACS Catalysis 12 - 2, 1558 - 1571, 2022. DOI: 10.1021/ACSCATAL.1C03629.