Los químicos han desarrollado un nuevo método con el que pueden caracterizar catalizadores individuales de nanopartículas libres de metales nobles. Las partículas podrían ser una alternativa barata a los catalizadores de metales preciosos para obtener hidrógeno a partir del agua mediante electrólisis. "Con el fin de desarrollar nanopartículas eficaces, necesitamos entender cómo la estructura y la actividad de partículas individuales o pequeños grupos de partículas se relacionan entre sí ", dice el profesor Wolfgang Schuhmann del Centro de Electroquímica de la Ruhr-Universität Bochum. Describe un nuevo método de medición para este propósito junto conlos investigadores Tsvetan Tarnev y el Dr. Harshitha Barike Ayappa de Bochum y la profesora Corina Andronescu de la Universidad de Duisburg-Essen y otros colegas de la revista Angewandte Chemie de 1 de octubre de 2019.
Hasta ahora, hay pocas técnicas disponibles para medir la actividad catalítica de nanopartículas individuales o de unas pocas nanopartículas. "Las corrientes que deben medirse son extremadamente pequeñas y hay que encontrar una o pocas nanopartículas para medirlas de manera reproducible."explica Schuhmann. El equipo de investigación, que coopera con la University Alliance Ruhr, demostró que estos análisis también son posibles con un alto rendimiento, es decir, con microscopía de células electroquímicas de barrido.
Desarrollo de un nuevo sistema de referencia
Hasta ahora, el método no se había utilizado para este propósito porque las nanopartículas tenían que ser probadas en condiciones químicas exigentes y, por lo tanto, se producían grandes inexactitudes en las mediciones. Esto hacía imposible una interpretación confiable de los resultados. En su trabajo actual, los investigadores desarrollaronun nuevo sistema de referencia para el escaneo de microscopía de células electroquímicas. Mediante el uso inteligente de un estándar interno estable, eliminaron las inexactitudes de medición y permitieron mediciones de larga duración en las condiciones dadas con alto rendimiento.
Análisis de nanopartículas de fabricación propia
Los investigadores produjeron partículas de carbono con inclusiones de nitrógeno y cobalto en carbono vítreo, estando las partículas presentes en la superficie ya sea individualmente o en grupos de unas pocas partículas. En un solo experimento, pudieron usar microscopía de celda electroquímica de barrido para determinar laactividad electroquímica de todas estas partículas individuales o grupos de partículas.
Las partículas catalizaron la llamada reacción de desprendimiento de oxígeno. La electrólisis del agua produce hidrógeno y oxígeno; el paso limitante en este proceso es actualmente la reacción parcial en la que se desprende oxígeno; catalizadores más eficientes para esta reacción parcial facilitarían laproducción de hidrógeno.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-University Bochum . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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