Las pilas de combustible alimentadas por reacciones electrocatalíticas tienen el potencial de eliminar la contaminación causada por la quema de combustibles fósiles. si pudieran hacerse más eficientes. La clave para una mayor eficiencia son las reacciones químicas en las superficies de los materiales involucrados. Un equipo internacional de científicos examinó en profundidad las reacciones moleculares del etanol en superficies de oro en entornos alcalinos que se ven típicamente en modelos de pilas de combustible.

Las pilas de combustible convierten la energía química en energía eléctrica limpia mediante una serie de reacciones. Los cambios en la química de la superficie durante estas reacciones pueden influir tanto en la eficiencia catalítica como en las reacciones mismas. Al proporcionar información fundamental sobre la química de superficies, Este trabajo les está dando a los científicos una imagen más completa del proceso catalítico y les ayudará a diseñar mejores celdas de combustible que puedan usarse para alimentar un solo dispositivo, como su computadora portátil o una red eléctrica local.

Científicos de la Academia de Ciencias de China, Centro Nacional de Espectrometría de Masas de China, y EMSL, el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. diseñó y fabricó una forma de alta potencia para visualizar la transformación de superficies delgadas de oro dentro de una celda de combustible de alcohol directo. Este trabajo hizo uso del espectrómetro de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo de EMSL, y permitió que el equipo examinara el funcionamiento molecular de las reacciones catalíticas. Este trabajo proporcionó evidencia molecular directa de los cambios que sufre el oro en estas reacciones. Los científicos también identificaron sitios activos adicionales, lugares en la superficie donde puede tener lugar la conversión necesaria. Estos y otros conocimientos proporcionarán información útil para optimizar la eficiencia de las pilas de combustible.