Las nanoaleaciones de platino (gris) e itrio (azul) se crean mediante pulverización catódica en una cámara de vacío. Esto se hace dirigiendo el plasma (púrpura) a un trozo de platino con pequeños trozos de itrio adheridos. Las películas de aleación delgadas en nanómetros transforman eficazmente el oxígeno (rojo) y los protones (blanco) en agua. Es esta reacción la que hace que la pila de combustible genere electricidad. Crédito:Niklas Lindahl
Un nuevo tipo de nanocatalizador puede resultar en el avance comercial tan esperado para los coches de pila de combustible. Los resultados de la investigación de la Universidad Tecnológica de Chalmers y la Universidad Técnica de Dinamarca muestran que es posible reducir significativamente la necesidad de platino, un metal precioso y raro, mediante la creación de una nanoaleación utilizando una nueva técnica de producción. La tecnología también es adecuada para la producción en masa.
Aunque ha habido coches de pila de combustible durante unos cincuenta años, los avances no han dado lugar a un gran avance comercial. Los catalizadores de las pilas de combustible actuales requieren grandes cantidades de platino, que es uno de los metales más caros del mundo.
"Se necesita una nano solución para producir en masa catalizadores eficientes en el uso de recursos para pilas de combustible. Con nuestro método, sólo se necesita una décima parte del platino para las reacciones más exigentes. Esto puede reducir la cantidad de platino necesaria para una pila de combustible en aproximadamente un 70 por ciento, "dice Björn Wickman, investigador del Departamento de Física de la Universidad Tecnológica de Chalmers.
Si es posible alcanzar este nivel de eficiencia en una pila de combustible, la cantidad de platino requerida sería comparable a la que se usa en un convertidor catalítico de automóvil común.
"Ojalá, Esto permitirá que las pilas de combustible sustituyan a los combustibles fósiles y también sean un complemento de los coches a batería. "dice Björn Wickman.
Investigaciones anteriores han demostrado que es posible mezclar platino con otros metales, como el itrio, para reducir la cantidad de platino en una pila de combustible. Aún así, nadie ha logrado crear aleaciones con estos metales en forma de nanopartículas de manera que puedan utilizarse para la producción a gran escala. El principal problema ha sido que el itrio se oxida en lugar de formar una aleación con el platino.
Se ha utilizado platino puro con láminas delgadas fijas de itrio para crear las nuevas nanoaleaciones que son diez veces más eficaces que el platino puro en las pilas de combustible. Crédito:Mia Halleröd Palmgren
Los investigadores de Chalmers han resuelto este problema combinando los metales en una cámara de vacío mediante una técnica llamada pulverización catódica. El resultado es una película de nanómetros de espesor de la nueva aleación que permite la producción masiva de catalizadores de celdas de combustible de platino e itrio.
Para utilizar el nuevo material, las pilas de combustible de hoy necesitan cambiar ligeramente, pero hacerlo crea oportunidades increíbles.
"Cuando podamos utilizar mejor nuestros recursos, ahorramos tanto el medio ambiente como reducimos costes. Las pilas de combustible convierten la energía química en energía eléctrica utilizando hidrógeno y oxígeno, con agua como único producto. Tienen un enorme potencial para las soluciones energéticas sostenibles en el transporte, electrónica portátil y energía, "dice Niklas Lindahl, investigador del Departamento de Física de Chalmers.
