Preparação de eletrocatalizadores com bactéria - Ciência e Engenharia de Materiais

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segunda-feira, 19 de outubro de 2020

Preparação de eletrocatalizadores com bactéria

 





Resumo: A fim de aumentar a eficiência da cinética em sistemas de conversão de energia, cientistas conseguiram isso desenvolvendo um eletrodo que, quando corroído por bactérias, se obteve alta eficiência.



As bactérias redutoras de sulfato (BSR) têm sido um tanto problemático para estruturas metálicas no mar, pois elas as corroem. Porém, a ciência aproveita essas bactérias para dar a elas outros usos, como redução de hidrocarbonetos do petróleo, limpeza de solos contaminados e basificação de águas ácidas de minas.


O desprendimento do oxigênio é de grande importância em vários sistemas de conversão de energia, incluindo baterias recarregáveis de metal-ar e dispositivos de eletrólise de água. No entanto, por causa da cinética lenta é necessário eletrocatalisadores altamente eficientes, como os nanocompósitos à base de metais nobres, que apresentam excelente atividade, mas por suas reservas limitadas e alto custo os fazem inviável.


Ao corroer o aço carbono, os BSRs produzem sulfetos de ferro e óxidos de ferro (hidroxi), que possuem potencial para o desprendimento de oxigênio, mas existem poucos estudos sobre a indução por corrosão de eletrodos de biofilme. Vendo isso, os cientistas se inspiraram no comportamento desses microrganismos para preparar compostos de Ni-Fe altamente ativos por corrosão na presença de BSR anaeróbico.


Os pesquisadores viram que o eletrodo que prepararam (Ni (Fe) OOH - FeSx), formado pela corrosão, tinha alta atividade para o desprendimento de oxigênio no eletrólito alcalino, e que com apenas 220 mV obtiveram a densidade de corrente de referência de 10 mA cm−2. De acordo com seus estudos, essa alta atividade vem do efeito sinérgico entre as espécies de oxihidróxido e sulfeto de ferro.


Este trabalho, ao incluir diferentes ramos da ciência, espera promover a multidisciplinaridade em projetos subsequentes.


A pesquisa está publicada na revista Nature.







Referência:

Yang, H., Gong, L., Wang, H. et al. Preparation of nickel-iron hydroxides by microorganism corrosion for efficient oxygen evolution, Nature Communications, 08 de outubro, 2020; DOI: 10.1038/s41467-020-18891-x


Redação: Dennis Gonzales - UNILA