Investigadores de la Facultad de Química y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Nottingham han descubierto que la superficie del torno tiene un patrón de pasos y ranuras a nanoescala que pueden estabilizar los átomos de platino o cobalto, lo que da como resultado un electrocatalizador eficiente que puede dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. La investigación fue publicada en Revista de Química de Materiales A de la Real Sociedad de Química.
La electrólisis del agua es una forma ecológica prometedora de producir hidrógeno, pero el proceso requiere elementos raros y costosos, como el platino, para catalizar la división del agua. Con un suministro global limitado y altos precios de los metales preciosos, existe una necesidad urgente de electrocatalizadores alternativos para producir hidrógeno a partir del agua.
En una declaración, el líder de la investigación, el Dr. Jesom Alves Fernández, dijo: escuela de quimicaLa Universidad de Nottingham dijo: “Usando un microscopio electrónico de barrido, pudimos examinar las superficies aparentemente lisas de aleaciones de acero inoxidable, titanio o níquel. Para nuestra sorpresa, descubrimos que las superficies contenían surcos y crestas de sólo decenas de nanómetros. de ancho Nos dimos cuenta de que esta superficie nanoestructurada podría presentar una oportunidad única para fabricar electrocatalizadores.
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Los investigadores utilizaron un magnetrón para rociar átomos de platino sobre la superficie del torno. Estos átomos de platino luego se agrupan para formar nanopartículas que ocupan nanosurcos.
«Es notable que seamos capaces de producir hidrógeno a partir de agua utilizando sólo una décima parte de la cantidad de hidrógeno», afirmó el Dr. Madasamy Thangamuthu, investigador postdoctoral de la Universidad de Nottingham, responsable de analizar la estructura y la actividad electrocatalítica del nuevos materiales. Carga de platino en comparación con catalizadores comerciales modernos. Al esparcir solo 28 microgramos del metal precioso en 1 centímetro cuadrado de arpillera, pudimos crear un electrolizador a escala de laboratorio que funciona con una eficiencia del 100 % y produce solo 0,5 litros de gas hidrógeno por minuto a partir de una sola pieza de chatarra.
El grupo está colaborando con AqSorption Ltd, una empresa con sede en Nottingham que se especializa en el diseño y fabricación de electrolizadores, para ampliar su tecnología.
El profesor Andrei Klopistov, de la Facultad de Química de la Universidad de Nottingham, dijo: “Los electrocatalizadores fabricados tienen el potencial de tener un impacto significativo en la economía. Nuestra tecnología única desarrollada en Nottingham, que implica el crecimiento de partículas de platino átomo por átomo en superficies nanotexturadas, ha tenido éxito. Para resolver dos desafíos principales, en primer lugar, permite la producción de hidrógeno verde utilizando la menor cantidad de metales preciosos posible y, en segundo lugar, recicla los desechos metálicos generados por la industria de la aviación, todo en un solo proceso.
Este trabajo fue financiado por la subvención del programa EPSRC “Átomos metálicos en superficies e interfaces (masay) para un futuro sostenible.
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