¿Platino demasiado caro? Un nuevo catalizador reduce el costo de las celdas de combustible
Apr 26, 2022
El Imperial College London ha desarrollado una celda de combustible de hidrógeno que utiliza un catalizador hecho de hierro en lugar del raro y costoso platino, lo que reduce el costo de las celdas de combustible de hidrógeno. La tecnología permite el despliegue generalizado de combustibles de hidrógeno y, en última instancia, pondrá al mundo en el camino hacia las emisiones netas cero mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Las celdas de combustible de hidrógeno convierten el hidrógeno en electricidad con el único subproducto que es el vapor de agua, lo que las convierte en una atractiva alternativa ecológica, especialmente para la industria automotriz. Sin embargo, su uso generalizado se ha visto obstaculizado en parte por el costo de uno de los componentes principales. Para facilitar las reacciones que generan electricidad, las pilas de combustible se basan en catalizadores hechos de platino, que son caros y escasos.
El investigador principal, el profesor Anthony Kousenak, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Actualmente, alrededor del 60 por ciento del costo de una sola celda de combustible proviene de catalizadores de platino. Para que las celdas de combustible sean una alternativa verdaderamente viable a los combustibles fósiles, debemos traer bajan los costos".
Ahora, un equipo europeo dirigido por investigadores del Imperial College London ha creado un catalizador que utiliza solo hierro, carbono y nitrógeno, un material barato y fácilmente disponible, y ha demostrado que puede usarse para hacer funcionar combustibles a alta potencia. Batería. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Nature Catalysis el día 25.
En este nuevo catalizador, todo el hierro está disperso en una matriz de carbón conductor en forma de átomos individuales. Todos los átomos que contiene están agrupados, haciéndolo más reactivo. Estas propiedades hacen que el hierro facilite las reacciones necesarias en las pilas de combustible y sea un buen sustituto del platino. En las pruebas de laboratorio, el equipo demostró que, en un sistema de pila de combustible real, el rendimiento del catalizador de hierro de un solo átomo se acerca al de los catalizadores a base de platino.
Además, el método desarrollado por el equipo también podría aplicarse a otras aplicaciones más allá de las celdas de combustible, como las reacciones químicas que usan oxígeno atmosférico en lugar de oxidantes químicos costosos como reactivos, y el tratamiento de aguas residuales que usa aire para eliminar contaminantes dañinos.
El autor principal, el Dr. Assad Mahmood, del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Hemos desarrollado un nuevo método para crear una gama de catalizadores de 'un solo átomo', que proporcionan la base para una nueva gama de química y electroquímica. El proceso ofrece oportunidades Específicamente, utilizamos un método sintético llamado 'transmetalación' que evita la formación de grupos de hierro durante la síntesis. Este proceso puede ser útil para otros científicos que buscan hacer beneficiosos catalizadores similares".
