Se pensaba que un complejo de nanotubos de carbono prometedor como catalizador barato tenía impurezas de nitrógeno y hierro que le daban al material sus propiedades químicas deseables. La microscopía electrónica en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge confirmó que la estructura del material incorpora muchos átomos pesados, como los átomos de hierro encerrados en un círculo rojo.
(Phys.org) - Un material de nanotubos de carbono recientemente desarrollado podría ayudar a reducir el costo de las celdas de combustible, convertidores catalíticos y tecnologías similares relacionadas con la energía al ofrecer un sustituto de los costosos catalizadores de platino.
El platino, un metal precioso, ha sido apreciado durante mucho tiempo por su capacidad para estimular reacciones químicas clave en un proceso llamado catálisis. pero a más de $ 1, 000 una onza, su alto precio es un factor limitante para aplicaciones como pilas de combustible, que dependen del metal.
En busca de una alternativa económica, un equipo que incluye a investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge del Departamento de Energía se volcó hacia el carbono, uno de los elementos más abundantes. Dirigido por Hongjie Dai de la Universidad de Stanford, el equipo desarrolló un complejo de nanotubos de carbono de paredes múltiples que consta de láminas cilíndricas de carbono.
Una vez que la pared exterior del complejo se "descomprimió" parcialmente con la adición de amoníaco, Se encontró que el material exhibía propiedades catalíticas comparables al platino. Aunque los investigadores sospechaban que las propiedades del complejo se debían a la adición de impurezas de nitrógeno y hierro, no pudieron verificar el comportamiento químico del material hasta que los microscopistas de ORNL lo fotografiaron a nivel atómico.
"Con microscopía electrónica de transmisión convencional, es difícil identificar elementos, "dijo el miembro del equipo Juan-Carlos Idrobo de ORNL." Usando una combinación de imágenes y espectroscopía en nuestro microscopio electrónico de transmisión de barrido, la identificación de los elementos es sencilla porque la intensidad de las imágenes a nanoescala te dice qué elemento es. Cuanto más brillante sea la intensidad, cuanto más pesado es el elemento. La espectroscopia puede identificar el elemento específico. "
El análisis microscópico de ORNL confirmó que los elementos de nitrógeno y hierro se incorporaron de hecho a la estructura del carbono, provocando las propiedades catalíticas observadas similares a las del platino. El siguiente paso para el equipo es comprender la relación entre el nitrógeno y el hierro para determinar si los elementos funcionan juntos o de forma independiente.
