Los químicos de UNSW Sydney han inventado un nuevo catalizador barato para dividir el agua con una corriente eléctrica para producir eficientemente combustible de hidrógeno limpio.
La tecnología se basa en la creación de láminas ultrafinas de materiales complejos de metal orgánico poroso recubiertos con un electrodo de espuma, que los investigadores han demostrado inesperadamente que es altamente conductor de electricidad y activo para dividir el agua.
"La división del agua generalmente requiere dos catalizadores diferentes, pero nuestro catalizador puede conducir las dos reacciones necesarias para separar el agua en sus dos componentes, oxígeno e hidrógeno", dice el profesor asociado líder del estudio, Chuan Zhao.
"Nuestro método de fabricación es simple y universal, por lo que podemos adaptarlo para producir matrices de nanopartículas ultrafinas de una variedad de estos materiales, llamados marcos organometálicos".
"En comparación con otros electrocatalizadores de división de agua reportados hasta la fecha, nuestro catalizador también se encuentra entre los más eficientes", dice.
La investigación de UNSW por Zhao, Dr. Sheng Chen y Dr. Jingjing Duan se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
El hidrógeno es un muy buen portador de energía renovable porque es abundante, genera cero emisiones y es mucho más fácil de almacenar que otras fuentes de energía, como la energía solar o eólica.
Pero el costo de producirlo usando electricidad para dividir el agua es alto, porque los catalizadores más eficientes desarrollados hasta ahora a menudo se fabrican con metales preciosos, como platino, rutenio e iridio.
Los catalizadores desarrollados en UNSW están hechos de abundantes metales no preciosos como el níquel, el hierro y el cobre. Pertenecen a una familia de materiales porosos versátiles llamados marcos metálicos orgánicos, que tienen una amplia variedad de otras aplicaciones potenciales.
Hasta ahora, los marcos organometálicos se consideraban malos conductores y no muy útiles para las reacciones electroquímicas. Convencionalmente, están hechos en forma de polvos a granel, con sus sitios catalíticos profundamente incrustados dentro de los poros del material, donde es difícilpara que el agua llegue.
Al crear conjuntos de estructuras metálicas orgánicas con un grosor de nanómetros, el equipo de Zhao pudo exponer los poros y aumentar el área de superficie para el contacto eléctrico con el agua.
"Con la nanoingeniería, creamos una estructura de estructura organometálica única que resuelve los grandes problemas de conductividad y acceso a sitios activos", dice Zhao.
"Es innovador. Pudimos demostrar que los marcos organometálicos pueden ser altamente conductores, desafiando el concepto común de estos materiales como electrocatalizadores inertes".
Los marcos organometálicos tienen potencial para una amplia gama de aplicaciones, incluido el almacenamiento de combustible, la entrega de medicamentos y la captura de carbono. La demostración del equipo de la UNSW de que también pueden ser altamente conductivos introduce una gran cantidad de nuevas aplicaciones para esta clase de material más allá del electro-catálisis.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Nueva Gales del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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