¿Existen catalizadores HER/HOR asimétricos?

Question

Supongamos que tengo un bomba electroquímica de hidrógeno (Wikipedia) Tengo un ánodo y un cátodo, cada uno con un catalizador soportado, separados por una membrana de intercambio de protones. Cuando aplico un potencial adecuado, H $_2$ se transporta eficazmente a través de la membrana. Ahora supongamos que no tengo catalizadores de platino en ambos electrodos, sino que tengo catalizadores diferentes en el ánodo y en el cátodo. Lo que quiero es que el catalizador del ánodo favorezca fuertemente la reacción de oxidación del hidrógeno y que el catalizador del cátodo favorezca fuertemente la reacción de evolución del hidrógeno. De este modo, si invierto la polaridad de la célula, de modo que el electrodo que normalmente es el ánodo se convierta en el cátodo y viceversa, tendré un flujo de hidrógeno a través de la membrana mucho más reducido con respecto a la polaridad normal.

¿Existen catalizadores que permitan una célula tan asimétrica? ¿Es posible?

Gracias

Answer 1

Sí, eso es posible.

Una forma de conseguirlo, de permitir que la oxidación se produzca preferentemente frente a la reducción (o viceversa) podría ser recurrir a electrodos semiconductores. ¿Qué ocurre en la interfaz de un electrolito semiconductor con un potencial aplicado? Depende de la naturaleza del semiconductor (si la corriente la transportan huecos o electrones libres, la ubicación de los bordes de banda, la separación de bandas, etc.), normalmente un semiconductor de tipo p permite una corriente anódica importante pero una corriente catódica reducida (y viceversa para el tipo n). La interfaz electrodo-electrolito se comporta como un diodo.

Para más información (dado que no estoy seguro de cuál es su formación sobre este tema) le remito a

http://www.chm.bris.ac.uk/pt/diamond/gustavothesis/chapter4.htm

o cualquier texto general que describa la electroquímica con semiconductores sería suficiente.