Los catalizadores hechos de nanotubos de carbono sumergidos en una solución de polímero igualan la producción de energía y, por lo demás, superan a los catalizadores de platino en las celdas de combustible. ha encontrado un equipo de ingenieros de la Universidad Case Western Reserve.

Los investigadores están seguros de que podrán aumentar la potencia de salida y mantener las otras ventajas al hacer coincidir el mejor diseño de nanotubos y tipo de polímero.

Pero ya han demostrado que la técnica simple puede derribar uno de los principales obstáculos para el uso de celdas de combustible:el costo.

Platino, que representa al menos una cuarta parte del costo de las pilas de combustible, actualmente se vende por alrededor de $ 65, 000 por kilogramo. Estos investigadores dicen que sus nanotubos de carbón activado cuestan alrededor de $ 100 por kilogramo.

Su trabajo se publica en la edición en línea de Revista de la Sociedad Química Estadounidense en http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ja1112904.

"Este es un gran avance, "dijo Liming Dai, profesor de ingeniería química y líder del equipo de investigación.

Dai y los asociados de investigación Shuangyin Wang y Dingshan Yu descubrieron que simplemente sumergiendo nanotubos de carbono en una solución acuosa del polímero cloruro de polidialildimetilamonio durante un par de horas, el polímero recubre la superficie del nanotubo y extrae un electrón parcialmente del carbono, creando una carga neta positiva.

Colocaron los nanotubos en el cátodo de una pila de combustible alcalina. Allí, el material cargado actúa como un catalizador para la reacción de reducción de oxígeno que produce electricidad mientras combina electroquímicamente hidrógeno y oxígeno.

En prueba, la pila de combustible producía tanta energía como una pila idéntica utilizando un catalizador de platino.

Pero los nanotubos activados duran más y son más estables, dijeron los investigadores. A diferencia del platino, el catalizador a base de carbono:no pierde actividad catalítica y, por lo tanto, eficiencia, tiempo extraordinario; no se ensucia por la acumulación de monóxido de carbono; y está libre del efecto cruzado con el metanol. Metanol, un combustible líquido que es más fácil de almacenar y transportar que el hidrógeno, reduce la actividad de un catalizador de platino cuando el combustible pasa del ánodo al cátodo en una celda de combustible.

El nuevo proceso se basa en el trabajo anterior del laboratorio Dai utilizando nanotubos de carbono dopados con nitrógeno como catalizador. En ese proceso, nitrógeno, que estaba químicamente unido al carbono, sacó electrón parcialmente del carbono para crear una carga. Las pruebas mostraron que los tubos dopados triplicaron la producción de energía del platino.

Dai dijo que el nuevo proceso es mucho más simple y económico que el uso de nanotubos de carbono dopados con nitrógeno y confía en que su laboratorio también aumentará la producción de energía. "Aún no hemos optimizado el sistema".