Los químicos de la UNSW Sydney han inventado un nuevo catalizador barato para dividir agua con una corriente eléctrica para producir eficientemente combustible de hidrógeno limpio.

La tecnología se basa en la creación de láminas ultrafinas de materiales complejos organometálicos porosos recubiertos sobre un electrodo de espuma, que los investigadores han demostrado inesperadamente que es altamente conductora de electricidad y activa para dividir el agua.

"La división del agua generalmente requiere dos catalizadores diferentes, pero nuestro catalizador puede impulsar las dos reacciones necesarias para separar el agua en sus dos componentes, oxígeno e hidrógeno, ", dice el profesor asociado líder del estudio, Chuan Zhao.

"Nuestro método de fabricación es simple y universal, para que podamos adaptarlo para producir matrices de nanohojas ultrafinas de una variedad de estos materiales, llamados armazones organometálicos.

"En comparación con otros electrocatalizadores separadores de agua informados hasta la fecha, nuestro catalizador también se encuentra entre los más eficientes, " él dice.

La investigación de UNSW de Zhao, El Dr. Sheng Chen y el Dr. Jingjing Duan se publica en la revista Comunicaciones de la naturaleza .

El hidrógeno es un muy buen portador de energía renovable porque es abundante, genera cero emisiones, y es mucho más fácil de almacenar que otras fuentes de energía, como la energía solar o eólica.

Pero el costo de producirlo mediante el uso de electricidad para dividir el agua es alto, porque los catalizadores más eficientes desarrollados hasta ahora se fabrican a menudo con metales preciosos, como platino, rutenio e iridio.

Los catalizadores desarrollados en UNSW están hechos de abundante, metales no preciosos como el níquel, hierro y cobre. Pertenecen a una familia de materiales porosos versátiles llamados armazones organometálicos, que tienen una amplia variedad de otras aplicaciones potenciales.

Hasta ahora, Los armazones organometálicos se consideraban malos conductores y poco útiles para reacciones electroquímicas. Convencionalmente están hechos en forma de polvos a granel, con sus sitios catalíticos profundamente incrustados dentro de los poros del material, donde es difícil que llegue el agua.

Mediante la creación de matrices de estructuras organometálicas de nanómetros de espesor, El equipo de Zhao pudo exponer los poros y aumentar el área de superficie para el contacto eléctrico con el agua.

"Con la nanoingeniería, hicimos una estructura de marco metal-orgánica única que resuelve los grandes problemas de conductividad, y acceso a sitios activos, "dice Zhao.

"Es innovador. Pudimos demostrar que las estructuras organometálicas pueden ser altamente conductoras, desafiando el concepto común de estos materiales como electrocatalizadores inertes ".

Las estructuras metalorgánicas tienen potencial para una amplia gama de aplicaciones, incluido el almacenamiento de combustible, entrega de medicamentos, y captura de carbono. La demostración del equipo de UNSW de que también pueden ser altamente conductores introduce una serie de nuevas aplicaciones para esta clase de material más allá de la electrocatálisis.