Investigadores de la Universidad Estatal de Washington han desarrollado una nueva forma de fabricar catalizadores de bajo costo y de un solo átomo para celdas de combustible, un avance que podría hacer que una importante tecnología de energía limpia sea más viable económicamente.
Su trabajo se publica en el Materiales de energía avanzada diario
Las celdas de combustible de hidrógeno son críticas para la economía de energía limpia, ya que son más de dos veces más eficientes en la creación de electricidad que los motores de combustión contaminantes. Su único producto de desecho es el agua.
Sin embargo, el alto precio de los catalizadores a base de platino que se usan para la reacción química en las celdas de combustible dificulta significativamente su comercialización.
En lugar del platino raro, a los investigadores les gustaría usar metales no preciosos, como hierro o cobalto. Pero las reacciones con estos metales abundantemente disponibles tienden a dejar de funcionar después de un corto tiempo.
"Los catalizadores de bajo costo con alta actividad y estabilidad son críticos para la comercialización de las celdas de combustible", dijo Qiurong Shi, investigador postdoctoral en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales MME y coautor del artículo.
Recientemente, los investigadores han desarrollado catalizadores de un solo átomo que funcionan tan bien en el laboratorio como el uso de metales preciosos. Los investigadores han podido mejorar la estabilidad y la actividad de los metales no preciosos al trabajar con ellos en la nanoescala como un solo átomocatalizadores.
En este nuevo trabajo, el equipo de investigación de WSU, dirigido por Yuehe Lin, profesor de MME, utilizó sales de hierro o cobalto y la pequeña molécula de glucosamina como precursores en un proceso directo de alta temperatura para crear catalizadores de un solo átomo. El proceso puedereduce significativamente el costo de los catalizadores y podría ampliarse fácilmente para la producción.
Los catalizadores de hierro y carbono que desarrollaron eran más estables que los catalizadores comerciales de platino. También mantuvieron una buena actividad y no se contaminaron, lo que a menudo es un problema con los metales comunes.
"Este proceso tiene muchas ventajas", dijo Chengzhou Zhu, primer autor del artículo que desarrolló el proceso de alta temperatura. "Hace factible la producción a gran escala y nos permite aumentar el número y aumentar la reactividad de los activossitios en el catalizador "
El grupo de Lin colaboró en el proyecto con Scott Beckman, profesor asociado de MME en WSU, así como con investigadores de Advanced Photon Source en Argonne National Laboratory y Brookhaven National Laboratory para la caracterización de materiales.
"La instalación avanzada de usuarios de caracterización de materiales en los laboratorios nacionales reveló los sitios de un solo átomo y restos activos de los catalizadores, lo que condujo a un mejor diseño de los catalizadores", dijo Lin.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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