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Prometedor catalizador de aerogel para pilas de combustible: nanotubos descomprimidos se convierten en una posible alternativa al platino

Las nanocintas de grafeno formadas en un aerogel tridimensional y mejoradas con boro y nitrógeno son excelentes catalizadores para pilas de combustible, incluso en comparación con el platino, de acuerdo con investigadores de la Universidad de Rice (Estados Unidos).

Un equipo dirigido por el científico del área de materiales Pulickel Ajayan y el químico James Tour ha fabricado aerogeles libre de metales a partir de nanocintas de grafeno y varios niveles de boro y nitrógeno para probar sus propiedades electroquímicas. En pruebas que implican la mitad de la reacción catalítica que tiene lugar en las pilas de combustible, descubrieron que versiones con aproximadamente el 10 por ciento de boro y nitrógeno fueron eficientes en la catálisis de lo que se conoce como una reacción de reducción de oxígeno, un paso en la producción de energía a partir de materias primas como el metanol.

Los investigadores han llegado a darse cuenta que el potencial del grafeno como catalizador no reside a lo largo de la cara plana, sino a lo largo de los bordes expuestos donde las moléculas prefieren interactuar. El equipo de la Universidad de Rice descomprimió químicamente nanotubos de carbono en cintas y luego los colapsó en aerogeles porosos tridimensionales, decorando simultáneamente los bordes de las cintas con moléculas de boro y nitrógeno.

El nuevo material proporciona una gran cantidad de sitios activos a lo largo de los bordes expuestos para reacciones de reducción de oxígeno. Las pilas de combustible convierten el hidrógeno (o fuentes de hidrógeno como el metano) en electricidad a través de un proceso que despoja los electrones y los recombina con el hidrógeno y oxígeno, donde se cierra el circuito. Los productos de desecho primarios son el dióxido de carbono y agua para el metanol o, a partir del hidrógeno, sólo agua.