Los electrolizadores alcalinos tradicionales presentan desafíos significativos, como su incompatibilidad con fuentes de energías renovables fluctuantes y la mezcla indeseada de hidrógeno y oxígeno a alta presión. Ello provoca que su aplicación a la práctica sea más limitante. La innovadora tecnología de electrólisis del agua en dos etapas aborda estos problemas al separar completamente la producción de hidrógeno y oxígeno. Utilizando un electrodo bipolar, esta técnica elimina la necesidad de un costoso separador de membrana. El desarrollo de materiales de electrodos bipolares de alto rendimiento y diseños de celdas eficientes es crucial para esta tecnología. No obstante, los electrodos de hidróxido de níquel convencionales presentan limitaciones en cuanto a capacidad de amortiguación eléctrica y estabilidad durante los ciclos de carga y descarga.
Científicos chinos emplearon un método de electrodeposición de un solo paso para crear electrodos bipolares flexibles de hidróxido de níquel dopados con cobalto sobre tela de carbono. El dopaje con cobalto mejoró la conductividad y el rendimiento del almacenamiento electrónico. Evitando al mismo tiempo la producción parásita de oxígeno durante la generación de hidrógeno.
Además, desarrollaron catalizadores de metales no nobles y compuestos de hierro inducidos por plasma. Estos catalizadores mostraron una alta durabilidad y actividad. Permitiendo la producción de hidrógeno y oxígeno en momentos y lugares diferentes al alternar la dirección de la corriente. Esto resultó en bajos voltajes de celda, alta eficiencia de desacoplamiento y una conversión energética eficiente.
Para mejorar los electrodos de hidróxido doble en capas (LDH), los investigadores utilizaron tecnología de plasma no térmico para fabricar electrodos LDH de níquel-cobalto dopados con nitrógeno y LDH de óxido de grafeno reducido/nickel-cobalto dopados con nitrógeno. Logrando una mejora significativa en capacidad y conductividad.
La electrólisis del agua en dos etapas se presenta como una solución prometedora para el almacenamiento de hidrógeno a gran escala y aplicaciones en estaciones base 5G y centros de datos.
