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Los catalizadores de pila de combustible moleculares mantienen la promesa del almacenamiento de energía eficiente

En la búsqueda de mejores formas, menos costosas para almacenar y utilizar la energía, el platino y otros metales preciosos juegan un papel importante puesto que sirven como catalizadores para propulsar las pilas de combustible más eficientes, pero son costosos y poco frecuentes.

Ahora, un catalizador alternativo libre de metal para pilas de combustible puede estar a mano. Un equipo de químicos de la Universidad de Wisconsin-Madison introduce un nuevo enfoque que utiliza un sistema catalizador molecular en lugar de catalizadores sólidos. Aunque los catalizadores moleculares han sido explorados anteriormente, los ejemplos anteriores eran mucho menos eficientes que el catalizador de platino tradicional.

El profesor de química Shannon Stahl de la UW-Madison y el científico James Gerken se inspiraron en el trabajo previo de su grupo con catalizadores que utilizan oxígeno en aplicaciones para la industria química. Se dieron cuenta de una sorprendente similitud entre estas reacciones de oxidación aeróbica y la reacción de oxígeno en las pilas de combustible y decidieron ver si podían aplicar un enfoque similar al de una pila de combustible.

El nuevo catalizador se compone de una mezcla de moléculas llamadas nitroxilos y óxidos de nitrógeno. Estos socios moleculares juegan bien juntos; uno reacciona bien con el electrodo mientras que el otro reacciona eficientemente con el oxígeno.

Debido a que el enfoque implica reacciones químicas entre gases, líquidos y sólidos, moverse desde el concepto hasta la demostración era una verdadera hazaña. Gerken pasó meses estudiando y optimizando cada componente de la instalación que habían concebido antes de probar todo en un sistema modelo.

El trabajo fue apoyado por el Departamento de Energía de EE.UU. a través del Centro para la Electrocatálisis Molecular, un Centro de Investigación de Energy Frontiers. Stahl y Gerken acreditan el centro para la promoción de la polinización cruzada entre diferentes disciplinas de química para abrir la puerta a futuros avances en esta área.