Repositorio
Institucional

Castro-Castillo, Carmen

Enhanced hydrogen generation through electrodeposited non-precious metal Zn/Cu-BTC metal-organic frameworks on indium tin oxide

ELSEVIER

JOURNAL OF POWER SOURCES

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The production of high-purity hydrogen for primary energy generation is a key goal in the renewable energy consumption model. Currently, hydrogen production through electrolysis remains quite expensive, making the development of new non-noble metal catalysts for the cathodes of acidic electrolyzers a promising strategy to lower the costs associated with this technology. In this work, Cu, Zn and Zn/Cu particles in the absence and the presence of 1,3,5-benzenetricarboxylic acid (BTC) have been synthesized via binder-free electrodeposition onto an indium tin oxide (ITO) surface as electrocatalysts to improve the hydrogen evolution reaction (HER) in acidic media. Main results highlight the fundamental role of the metal-organic framework (i.e., BTC), combined with the synergistic effect of both metal elements (i.e., Zn and Cu), in creating a uniform deposition of small crystalline particles on the ITO surface. Consequently, a low-cost and robust electrocatalyst (Zn/Cu-BTC/ITO) with enhanced catalytic performance toward the HER was synthesized. Finally, this work emphasizes how electrochemically modified surfaces, created using low-cost metals and straightforward sustainable synthesis methods, can generate atomically dispersed active sites that enhance both electrocatalytic activity and stability. This approach could contribute to the development of innovative electrodes, improving performance while reducing the cost of electrolyzers.La producción de hidrógeno de alta pureza para la generación de energía primaria es un objetivo clave en el modelo de consumo de energía renovable. Actualmente, la producción de hidrógeno mediante electrólisis sigue siendo bastante costosa, lo que convierte el desarrollo de nuevos catalizadores de metales no nobles para los cátodos de electrolizadores ácidos en una estrategia prometedora para reducir los costos asociados a esta tecnología. En este trabajo, se sintetizaron partículas de Cu, Zn y Zn/Cu, en ausencia y presencia de ácido 1,3,5-bencenotricarboxílico (BTC), mediante electrodeposición sin aglutinante sobre una superficie de óxido de indio y estaño (ITO) como electrocatalizadores para mejorar la reacción de evolución de hidrógeno (HER) en medios ácidos. Los principales resultados destacan el papel fundamental de la estructura metalorgánica (es decir, BTC), combinado con el efecto sinérgico de ambos elementos metálicos (es decir, Zn y Cu), en la creación de una deposición uniforme de pequeñas partículas cristalinas sobre la superficie de ITO. En consecuencia, se sintetizó un electrocatalizador robusto y de bajo costo (Zn/Cu-BTC/ITO) con un rendimiento catalítico mejorado para la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER). Finalmente, este trabajo destaca cómo las superficies modificadas electroquímicamente, creadas con metales de bajo costo y métodos de síntesis sostenibles y sencillos, pueden generar sitios activos dispersos atómicamente que mejoran tanto la actividad como la estabilidad electrocatalítica. Este enfoque podría contribuir al desarrollo de electrodos innovadores, mejorando el rendimiento y reduciendo el costo de los electrolizadores.

artículo original

ITO

MOF

Electrocatalysts

Electrocatalysis

Electrodeposition

HER

Electrolyzer

10.1016/j.jpowsour.2025.237480

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CATALYTIC PERFORMANCE

ELECTROCATALYSTS

DERIVATIVES

REDUCTION

MOF

CATALYTIC PERFORMANCE

ELECTROCATALYSTS

DERIVATIVES

REDUCTION

MOF

Electroquímica

Ingeniería Química

Ingeniería de los Materiales

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WOS:001503922900002

Enhanced hydrogen generation through electrodeposited non-precious metal Zn/Cu-BTC metal-organic frameworks on indium tin oxide

artículo original

ELSEVIER

JOURNAL OF POWER SOURCES

Chemistry, Physical

Electrochemistry

Energy & Fuels

Materials Science, Multidisciplinary

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0378-7753

Fondecyt(Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica (CONICYT)CONICYT FONDECYT)#Project Anillo FunSeD#MCIN#NANOtec#INTech#Cabildo de Tenerife#Millennium Institute on Green Ammonia as Energy#ANID-FONDEQUIP

Fondecyt [1231474, 11221232, 21221294]

Project Anillo FunSeD [ACT210059]

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