Las pilas de combustible producen electricidad a través de reacciones químicas. Una reacción clave es combinar oxígeno con hidrógeno para producir agua mientras se libera energía en forma de electrones. La tasa de esta conversión suele ser lenta. Requiere la presencia de un catalizador como el platino. En esta investigación, un equipo desarrolló un proceso de lixiviación para producir nanocables de platino dentados ultrafinos. Los alambres tienen una extraordinaria actividad superficial y elevadas áreas superficiales. Conjunto, estas características ofrecen un catalizador con una tasa de conversión récord.

Los hallazgos ofrecen una nueva estrategia para el diseño de catalizadores basados ​​en platino de alta eficiencia. Dichos catalizadores pueden reducir drásticamente la cantidad de platino caro que se necesita. Estos catalizadores pueden reducir el costo de las pilas de combustible.

El platino es un elemento esencial para catalizar la reacción de reducción de oxígeno crítica para las operaciones de las pilas de combustible. una tecnología que genera electricidad a partir de reacciones químicas de hidrógeno y oxígeno. El alto costo del platino es un factor principal que limita la adopción de celdas de combustible generadoras de electricidad. Una medida de la eficiencia del catalizador de platino es la actividad de masa, la actividad catalítica dividida por el peso de platino. Se deben lograr actividades de mayor masa para reducir el uso de platino requerido y reducir los costos de las celdas de combustible. Mejorar la actividad de la masa de platino requiere optimizar tanto la actividad específica como el área superficial electroquímicamente activa del catalizador.

Investigadores de la Universidad de California, Los Angeles, descubrió que podían convertir nanocables con un núcleo de platino y una capa de óxido de níquel, hecho por técnicas de síntesis de solución, en nanocables de aleación de platino-níquel mediante un proceso de recocido térmico. Luego, el equipo podría transformar los cables en nanocables de platino dentados mediante lixiviación o lixiviación electroquímica. Los nanocables dentados exhiben una actividad de masa de 13,6 amperios por miligramo de platino, que es casi el doble de los mejores valores informados anteriormente. Las simulaciones de dinámica molecular reactiva (un tipo de modelado por computadora del material) sugieren que el las estructuras de superficie poco coordinadas mejoran la reacción deseada más que las superficies relajadas de otras estructuras de catalizador de platino.