Durante quase 20 anos, os cientistas não conseguiram explicar um estranho fenómeno: porque é que os elétrodos de platina, tipicamente estáveis, corroem tão rapidamente quando utilizados em dispositivos eletroquímicos?
Esta questão tem saído muito cara, por exemplo, em eletrolisadores de água usados para a produção de hidrogénio e sensores eletroquímicos, nota o SciTechDaily, mas investigadores do SLAC National Accelerator Laboratory e da Universidade de Leiden acabam de protagonizar uma descoberta revolucionária que parece ser a solução para o enigma de longa data.
Os dispositivos eletroquímicos, como os eletrolisadores de água, utilizam elétrodos de platina submersos num eletrólito, muitas vezes uma solução de água salgada. Embora a platina seja um material durável, sabe-se há muito que se degrada sob polarização negativa, que protege a maioria dos metais da corrosão. A degradação da platina não fazia sentido: parecia algo contranatura que um metal estável se decompusesse tão rapidamente nestas condições.
Duas teorias principais tentaram explicar este facto: uma propunha que os iões de sódio do eletrólito se infiltram na estrutura atómica da platina, e outra sugeria que tanto os iões de sódio como os de hidrogénio se combinavam para formar hidretos de platina, o que levava à corrosão. Mas nenhuma das duas teorias explica a rápida degradação.
Para resolver este problema, a equipa recorreu a espetroscopia de absorção de raios X de alta resolução energética, o que permitiu observar a platina a corroer-se em tempo real pela primeira vez, apesar da interferência das bolhas de hidrogénio que se formam durante a eletrólise. A equipa também desenvolveu uma “célula de fluxo” especial para eliminar as bolhas de hidrogénio, garantindo que os raios X pudessem penetrar no eletrólito e incidir na superfície da platina.
A equipa descobriu que a causa da corrosão não eram os iões de sódio, como se pensava anteriormente, mas sim os hidretos de platina.
A descoberta será útil para desenvolver soluções para a corrosão e para o aparecimento de métodos de produção de hidrogénio mais eficientes e eletroquímicos mais duradouros, dizem os investigadores no estudo publicado a 22 de janeiro na Nature Materials.
