(PhysOrg.com) - Pequeñas partículas de oro se rodearán de pedazos de platino aún más pequeños, creando una estructura compleja que podría convertir en un conservante común, ácido fórmico, en electricidad en una pila de combustible, según científicos del Instituto de Tecnología de Harbin de China y el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico. El equipo utilizó un novedoso método de autoensamblaje electrostático para crear un nanomaterial de oro rodeado de platino. Este método se basa en la atracción entre cargas positivas y negativas para inspirar a las nanopartículas a formar nuevas estructuras por sí mismas.

"Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se ha utilizado este método para crear tales catalizadores, "dijo el Dr. Yuehe Lin, químico de la PNNL y coautor del artículo. Angewandte Chemie International Edition nombró a este artículo como un artículo muy importante. Menos del 5% de los manuscritos de la revista reciben una recomendación tan positiva, y este fue el único en el número actual.

Reemplazar las baterías actuales en computadoras portátiles y otros dispositivos portátiles con celdas de combustible de combustible líquido podría aliviar las frustraciones de los consumidores. Las pilas de combustible durarían de 2 a 10 veces más que las baterías actuales. Más lejos, la computadora portátil se puede recargar instantáneamente, porque depende del ácido fórmico, no electricidad. Además, este tipo de pila de combustible se puede utilizar como un extensor de autonomía de un vehículo eléctrico de batería si se ensambla en una pila. Pero, tales celdas de combustible deben tener catalizadores eficientes para generar la energía necesaria. Esta investigación proporciona conocimientos fundamentales sobre el diseño de tales catalizadores.

El diseño de este catalizador comenzó con dos soluciones. El primero sostenido diminuto, esferas de platino cargadas positivamente, aproximadamente 2,8 nanómetros de ancho. La segunda solución contenía partículas de oro cargadas negativamente, aproximadamente el doble de ancho que el platino. Los científicos mezclaron un exceso de la solución de platino con la solución de oro. Las partículas se formaron en una estructura similar a una flor, con el platino en el centro rodeado de pétalos de oro. El autoensamblaje fue impulsado por la atracción entre las partículas positivas y negativas y la repulsión entre nanopartículas con la misma carga.

Después de crear las partículas, los investigadores los examinaron mediante difracción de rayos X, microscopio de transmisión por electrones, y espectroscopia de rayos X de dispersión de energía. Todas estas capacidades se encontraron en EMSL, Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales.

El equipo probó la eficiencia catalítica de las partículas de oro rodeadas de platino. Aplicaron las partículas al ácido fórmico. Las partículas catalizaron la eliminación de los dos átomos de hidrógeno, produciendo dióxido de carbono y electrones para impulsar las pilas de combustible. El nuevo catalizador generó 5.7 veces la densidad actual de los nanocatalizadores de platino solos, una mejora significativa con respecto a los catalizadores actuales.

Los científicos están estudiando cómo interactúan los átomos y electrones del catalizador y el ácido fórmico para comprender por qué este catalizador innovador es más activo de lo que esperaban.