El mundo está manejado por catalizadores. Limpian después de los automóviles, ayudan a fabricar fertilizantes y podrían ser la clave para un mejor combustible de hidrógeno. Ahora, un equipo de químicos, dirigido por Xiaohu Xia de la Universidad Tecnológica de Michigan, ha encontrado una mejor manerapara hacer catalizadores metálicos de nanoframas.
La semana pasada Nano letras publicó el estudio del equipo, que cubre cómo los investigadores hicieron un catalizador por primera vez a partir del rutenio de metales nobles.
El esfuerzo reunió a un equipo de Michigan Tech, el Laboratorio Nacional de Argonne, la Universidad de Texas en Dallas y la Universidad de Temple. Sin embargo, el avance del equipo no se limita al rutenio. Xia dice que el proceso que desarrollaron es muy importante.
"Estamos afinando la superficie, el tamaño, la forma y la estructura cristalina", dice. "Nuestro objetivo es aumentar su actividad catalítica mientras se reduce el uso de este precioso material".
La clave es más área de superficie. Las nanoframas, que son nanopartículas con centros abiertos, tienen una ventaja con sus disposiciones atómicas tipo cenador.
Xia agrega que no solo la forma sino la estructura cristalina es importante, "Debido a que las reacciones catalíticas ocurren solo en la superficie de los materiales, la disposición del átomo superficial tiene un gran impacto en la determinación de la actividad catalítica".
En general, los nanocristales de rutenio adoptan la estructura hexagonal compacta hcp. Pero Xia y su equipo idearon una solución elegante para fabricar nanocristales de rutenio con otra estructura: estructura cúbica centrada en la cara.
El proceso implica dos pasos, crecimiento y grabado. Básicamente, el hpp rutenio no crece naturalmente en una estructura cristalina que puede convertirse en un nanoframe. Entonces, el equipo dirigió el crecimiento de rutenio en una semilla de paladio con una estructura fcc, queel rutenio se replicó y luego quitaron el núcleo de paladio, dejando un nanoframe de rutenio fcc.
Para garantizar que el material tuviera potencial catalítico, el equipo ejecutó las nanoframas de rutenio a través de varias pruebas de diagnóstico: la reducción de p-nitrofenol por NaBH4 y la deshidrogenación de amonio borano. Si bien se necesitan más datos para cuantificar qué tan bien se mantiene el rutenio frente a los existentescatalizadores metálicos, Xia dice que los resultados de sus experimentos son prometedores.
Una vez que el material haya sido examinado, los investigadores podrán comenzar a aplicar el catalizador a varios desafíos importantes. A saber, Xia dice que las nanoframas de rutenio y otros catalizadores con estructuras cristalinas únicas podrían mejorar la producción de combustible de hidrógeno y el almacenamiento de carbono.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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