(Phys.org) —Dividiendo el agua en sus componentes, dos partes de hidrógeno y una parte de oxígeno, es un primer paso importante para lograr combustibles neutros en carbono para impulsar nuestra infraestructura de transporte, incluidos automóviles y aviones.

Ahora, Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y colegas de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill han demostrado que una técnica de recubrimiento especializada puede hacer que ciertos dispositivos separadores de agua sean más estables y más eficientes. Sus resultados se publican en línea esta semana en dos artículos separados en el procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

Deposición de la capa atómica, o "ALD, "recubre estructuras tridimensionales con una precisión, capa ultrafina de material. "Una capa de ALD es como el glaseado de chocolate en el exterior de una barra de Klondike, simplemente mucho, mucho más delgado, "explica el Dr. Mark Losego, profesor asistente de investigación de ingeniería química y biomolecular en NC State y coautor del trabajo. "En este caso, las capas tienen menos de un nanómetro de espesor, o casi un millón de veces más delgadas que un cabello humano ".

Aunque extremadamente delgado, Estos recubrimientos mejoran la unión y el rendimiento de los catalizadores moleculares unidos a la superficie utilizados para reacciones de división de agua en dispositivos productores de combustible de hidrógeno.

En el primer artículo, "El agua solar se divide en una célula fotoelectroquímica molecular, "Los investigadores utilizaron recubrimientos ALD en células nanoestructuradas de división de agua para mejorar la eficiencia del flujo de corriente eléctrica desde el catalizador molecular al dispositivo. Los hallazgos mejoraron significativamente la capacidad de generación de hidrógeno de estas células solares de división de agua de base molecular.

En el segundo artículo, "Cruzando la línea divisoria entre catálisis homogénea y heterogénea en la oxidación del agua, "los investigadores utilizaron ALD para" pegar "catalizadores moleculares a la superficie de los electrodos de división de agua con el fin de hacerlos más impermeables al desprendimiento en soluciones de agua no ácidas. Esta estabilidad mejorada a pH alto permitió una nueva vía química para la división del agua que es un millón de veces más rápido que la ruta que se había identificado previamente en ácido, o pH bajo, Ambientes. Estos hallazgos podrían tener implicaciones en la estabilización de otros catalizadores moleculares para otras vías de energía renovable, incluida la conversión de dióxido de carbono en combustibles de hidrocarburos.

"En estos informes, Hemos demostrado que los recubrimientos a nanoescala aplicados por ALD pueden servir para múltiples propósitos en la tecnología de división de agua, incluido el aumento de la eficiencia de la producción de hidrógeno y la prolongación de la vida útil de los dispositivos, "Dijo Losego." En el futuro, nos gustaría construir dispositivos que integren ambas ventajas y nos muevan hacia otros combustibles de interés, incluida la producción de metanol ".