Los científicos de UNIST han desarrollado un nuevo catalizador que puede dividir el agua en hidrógeno casi tan bien como el platino, pero es menos costoso y se encuentra con frecuencia en la Tierra.
Como se describe en el diario Nanotecnología de la naturaleza , este material basado en rutenio Ru funciona casi tan eficiente como el platino y probablemente muestra el mayor rendimiento catalítico sin verse afectado por el pH del agua.
El equipo de investigación, dirigido por el profesor Jong-Beom Baek de la Ingeniería de Energía y Química de UNIST ha sintetizado Ru y C 2 N, una estructura orgánica bidimensional, para verificar su rendimiento como catalizador de división de agua. Con la ayuda de este nuevo catalizador, llamado Ru @ C 2 N, ahora es posible producir hidrógeno de manera eficiente.
La tecnología para producir hidrógeno a partir del agua requiere un buen catalizador para la competitividad comercial. Estos catalizadores que dividen el agua deben exhibir una alta eficiencia de conversión de hidrógeno y una excelente durabilidad, funcionan bien bajo bajo voltaje y deben ser económicos.
Los catalizadores basados en Pt utilizados en la reacción de generación de hidrógeno son metales nobles muy caros, lo que resulta en costos adicionales y dificultad de producción en masa. También son menos estables en un ambiente alcalino.
Una solución, sugieren muchos investigadores, fue construir catalizadores hechos de metales baratos y no nobles. Sin embargo, debido a que estos materiales se corroen rápidamente en condiciones ácidas y operan a voltajes muy altos, la productividad era limitada.
El Ru @ C 2 N, desarrollado por el profesor Baek, es un material de alto rendimiento que satisface las cuatro competitividad comercial de los catalizadores de división de agua.
Este material exhibe una alta frecuencia de rotación TOF tan alta como Pt y se puede operar con suministro de bajo voltaje. Además, no se ve afectado por el pH del agua y se puede usar en cualquier entorno.
El proceso de síntesis de Ru @ C 2 N es simple. El profesor Baek y sus colegas simplemente mezclaron la sal de rutenio RuCl 3 con los monómeros que forman la estructura orgánica bidimensional porosa, C 2 N. La Ru @ C 2 El catalizador N se produce luego de pasar por los procesos de reducción y tratamiento térmico.
Los investigadores utilizaron el mismo proceso para construir M @ C 2 N M = Co, Ni, Pd, Pt catalizadores, utilizando cobalto Co, níquel Ni, plomo Pb y platino Pt. Al comparar su eficiencia de producción de hidrógeno, el Ru @ C 2 el catalizador N exhibió el rendimiento catalítico más alto con la sobretensión más baja, así como una actividad catalítica superior.
"Nuestro estudio no solo sugiere nuevas direcciones en la ciencia de los materiales, sino que también presenta una amplia gama de posibilidades desde la ciencia básica a la aplicada", dice el profesor Baek. "Se espera que este material atraiga la atención en muchas áreas gracias a su potencial científico."
Este estudio ha sido realizado conjuntamente por investigadores posdoctorales, Javeed Mahmood y Feng Li de Energía e Ingeniería Química en UNIST. El profesor Jong-Beom Baek, el profesor Hu Young Jeong de UCRF y el profesor Noejung Park de Ciencias Naturales participaron como autores correspondientes deeste estudio.
La investigación fue apoyada por el Proyecto de Apoyo al Investigador Líder Investigación Creativa por el Ministerio de Ciencia, TIC y Planificación del Futuro MSIP y el Proyecto BK 21 Plus por el Ministerio de Educación MOE y la Fundación Nacional de Investigación de CoreaNRF.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan UNIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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