Investigadores de la Universidad Estatal de Washington han desarrollado una nueva forma de hacer Catalizadores de un solo átomo para pilas de combustible:un avance que podría hacer que la importante tecnología de energía limpia sea más viable económicamente.

Su trabajo se publica en el Materiales energéticos avanzados diario.

Las pilas de combustible de hidrógeno son fundamentales para la economía de la energía limpia, ya que son dos veces más eficientes en la generación de electricidad que los motores de combustión contaminantes. Su único producto de desecho es el agua.

Sin embargo, el alto precio de los catalizadores a base de platino que se utilizan para la reacción química en las pilas de combustible dificulta significativamente su comercialización.

En lugar del raro platino, A los investigadores les gustaría utilizar metales no preciosos, como el hierro o el cobalto. Pero las reacciones con estos metales abundantemente disponibles tienden a dejar de funcionar después de poco tiempo.

"Los catalizadores de bajo costo con alta actividad y estabilidad son fundamentales para la comercialización de las pilas de combustible". dijo Qiurong Shi, investigadora postdoctoral en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales (MME) y co-primera autora del artículo.

Recientemente, Los investigadores han desarrollado catalizadores de un solo átomo que funcionan tan bien en el laboratorio como cuando se utilizan metales preciosos. Los investigadores han podido mejorar la estabilidad y la actividad de los metales no preciosos trabajando con ellos a nanoescala como catalizadores de un solo átomo.

En este nuevo trabajo, el equipo de investigación de WSU, dirigido por Yuehe Lin, un profesor de MME, utilizó sales de hierro o cobalto y la molécula pequeña de glucosamina como precursores en un proceso sencillo a alta temperatura para crear los catalizadores de un solo átomo. El proceso puede reducir significativamente el costo de los catalizadores y podría ampliarse fácilmente para la producción.

Los catalizadores de hierro-carbono que desarrollaron eran más estables que los catalizadores comerciales de platino. También mantuvieron una buena actividad y no se contaminaron, que suele ser un problema con los metales comunes.

"Este proceso tiene muchas ventajas, "dijo Chengzhou Zhu, un primer autor del artículo que desarrolló el proceso de alta temperatura. "Hace factible la producción a gran escala, y nos permite aumentar el número y aumentar la reactividad de los sitios activos en el catalizador ".

El grupo de Lin colaboró ​​en el proyecto con Scott Beckman, un profesor asociado de MME en WSU, así como con investigadores de Advanced Photon Source en Argonne National Laboratory y Brookhaven National Laboratory para la caracterización de materiales.

"La instalación para usuarios de caracterización avanzada de materiales en los laboratorios nacionales reveló los sitios de un solo átomo y los restos activos de los catalizadores, lo que condujo a un mejor diseño de los catalizadores, "dijo Lin.