(Phys.org) —Se podrían hacer posibles tecnologías más baratas de energía limpia gracias a un nuevo descubrimiento. Los miembros del equipo de investigación dirigido por Raymond Schaak, profesor de química en Penn State University, han descubierto que una importante reacción química que genera hidrógeno a partir del agua se desencadena o cataliza eficazmente mediante una nanopartícula compuesta de níquel y fósforo, dos elementos económicos que abundan en la Tierra. Los resultados de la investigación se publicarán en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

Schaak explicó que el propósito de la nanopartícula de fosfuro de níquel es ayudar a producir hidrógeno a partir del agua, que es un proceso que es importante para muchas tecnologías de producción de energía, incluidas las pilas de combustible y las células solares. "El agua es un combustible ideal, porque es barato y abundante, pero necesitamos poder extraer hidrógeno de él, ", Dijo Schaak. El hidrógeno tiene una alta densidad de energía y es un gran portador de energía, Schaak explicó, pero requiere energía para producir. Para que su producción sea práctica, Los científicos han estado buscando una forma de desencadenar las reacciones químicas necesarias con un catalizador económico. Schaak señaló que esta hazaña se logra muy bien con el platino, pero, porque el platino es caro y relativamente raro, él y su equipo han estado buscando materiales alternativos. "Hubo algunas predicciones de que el fosfuro de níquel podría ser un buen candidato, y ya llevábamos varios años trabajando con nanopartículas de fosfuro de níquel, ", Dijo Schaak." Resulta que las nanopartículas de fosfuro de níquel son de hecho activas para producir hidrógeno y son comparables a las alternativas más conocidas al platino ".

Para crear las nanopartículas de fosfuro de níquel, Los miembros del equipo comenzaron con sales metálicas que están disponibles comercialmente. Luego disolvieron estas sales en solventes, añadido otros ingredientes químicos, y calentó la solución para permitir que se formaran las nanopartículas. Los investigadores pudieron crear una nanopartícula que era casi esférica, no una esfera perfecta, pero esférico con muchos planos, bordes expuestos. "El pequeño tamaño de las nanopartículas crea una gran superficie, y los bordes expuestos significan que hay una gran cantidad de sitios disponibles para catalizar la reacción química que produce hidrógeno, "Schaak explicó.

El siguiente paso fue que los miembros del equipo del Instituto de Tecnología de California probaran el rendimiento de las nanopartículas para catalizar las reacciones químicas necesarias. Dirigido por Nathan S. Lewis, el profesor de química George L. Argyros en el Instituto de Tecnología de California, los investigadores realizaron estas pruebas colocando las nanopartículas en una hoja de papel de titanio y sumergiendo esa hoja en una solución de ácido sulfúrico. Próximo, los investigadores aplicaron un voltaje y midieron la corriente producida. Ellos encontraron que no solo las reacciones químicas estaban sucediendo como esperaban, también estaban sucediendo con un alto grado de eficacia.

"La tecnología de nanopartículas ya ha comenzado a abrir la puerta a una energía más barata y limpia que también es eficiente y útil, ", Dijo Schaak." El objetivo ahora es mejorar aún más el rendimiento de estas nanopartículas y comprender qué las hace funcionar de la manera en que lo hacen. También, Los miembros de nuestro equipo creen que nuestro éxito con el fosfuro de níquel puede allanar el camino hacia el descubrimiento de otros nuevos catalizadores que también se componen de materiales abundantes en la Tierra. La información de este descubrimiento puede conducir a catalizadores aún mejores en el futuro ".