Nuevo avance en nanotecnología señala a los vehículos impulsados por hidrógeno
Según un artículo publicado el 5 de marzo de 2007 en Nanowerk News, investigadores estadounidenses del Laboratorio Nacional Argonne del U.S. Department of Energy han desarrollado un concepto avanzado en ingeniería catalítica a nanoescala: una combinación de experimentos y simulaciones que acercarán las celdas de combustible de membranas electrolíticas poliméricas para vehículos impulsados por hidrógeno a la comercialización masiva.
Los investigadores Nenad Markovic y Vojislav Stamenkovic publicaron sus resultados el mes pasado en la revista Science (“Improved Oxygen Reduction Activity on Pt3Ni(111) via Increased Surface Site Availability”) y este mes en Nature Materials (“Trends in electrocatalysis on extended and nanoscale Pt-bimetallic alloy surfaces”) acerca del comportamiento de las superficies de aleaciones de platino policristalino y de un solo cristal. Los investigadores descubrieron que las superficies de aleación de platino-níquel nanosegregadas tienen unas propiedades catalíticas únicas, abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de catalizadores del cátodo activos y estables en la práctica en las células de combustible.
Según George Crabtree, director de la División de ciencias de los Materiales de Argonne, el trabajo sistemático desarrollado por Voya y Nenad constituye un paso fundamental en la transformación de la catálisis: de arte empírico a ciencia fundamental.
Los investigadores identificaron una relación fundamental en las tendencias electrocatalíticas de las superficies entre la estructura electrónica de la superficie determinada de forma experimental (el centro de la banda d) y la actividad de la reacción de reducción del oxígeno. Esta relación exhibe un comportamiento «de tipo volcán», donde la actividad catalítica máxima está regida por un equilibrio entre las energías de adsorción de los intermediarios reactivos y la cobertura de superficie de las especies espectadoras. Las tendencias electrocatalíticas establecidas para las superficies extendidas explican el patrón de actividad de los nanocatalizadores y proporcionan una base fundamental para la mejora de los catalizadores del cátodo.
Anteriormente, se había sugerido la existencia de conexiones teóricas entre el comportamiento electrónico y la actividad catalítica, señala Markovic, pero es la primera vez que estas conexiones han sido identificadas de forma experimental. “Hemos identificado una superficie del cátodo capaz de lograr e incluso exceder el objetivo de actividad catalítica con una buena estabilidad”, añade Stamenkovic.
Con una investigación continuada en la que se combine la fabricación a nanoescala, la caracterización electroquímica y la simulación numérica, una nueva generación de sistemas multimetálicos con superficies a nanoescala modificadas está al caer, y las instalaciones del Laboratorio Nacional Argonne permitirán gran parte de esta investigación.
«Esperamos que este programa de investigación proporcionará a la nación mayor seguridad en cuanto a independencia energética y un medioambiente más limpio para las generaciones futuras», señala Markovic.
Fuente: Nanowerk
