Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk (TPU), junto con colegas de Estados Unidos y Alemania, han encontrado una manera de obtener catalizadores económicos a partir de nitruro de boro hexagonal o "grafeno blanco". La tecnología se puede utilizar en la producción de combustible de hidrógeno respetuoso con el medio ambiente.

Los investigadores han encontrado una nueva forma de funcionalizar un dieléctrico, también conocido como grafeno blanco, es decir, nitruro de boro hexagonal (hBN), sin destruirlo ni cambiar sus propiedades. Gracias al nuevo método, los investigadores sintetizaron una nano alfombra de polímero con un fuerte enlace covalente en las muestras.

El profesor Raúl Rodríguez de la Escuela de Investigación de TPU de Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas explica:

"Por primera vez, hemos logrado funcionalizar covalentemente nitruro de boro hexagonal sin fuertes composiciones químicas y sin la introducción de nuevos defectos en el material. De hecho, enfoques anteriores habían dado como resultado un material diferente con propiedades alteradas, es decir, nitruro de boro hidrolizado. A nuestro turno utilizamos nanodefectos existentes en el material sin aumentar su número, y fotopolimerización ecológica ".

Una de las opciones prometedoras para utilizar el nuevo material, según los investigadores, son catalizadores para la división del agua en hidrógeno y oxígeno. Teniendo esto en cuenta, las alfombras de polímero funcionaban como portadores de sustancias activas, es decir, matrices. Se integraron nanopartículas de níquel en la matriz. Los catalizadores obtenidos se utilizaron para electrocatálisis. Los estudios demostraron que podrían utilizarse con éxito como una alternativa al caro platino u oro.

"Uno de los desafíos importantes en la catálisis es forzar al material de partida a alcanzar los centros activos del catalizador". Las alfombras de polímero forman una estructura 3D que ayuda a aumentar el área de contacto de los centros activos del catalizador con el agua y hace que la adquisición de hidrógeno sea más eficiente. Es muy prometedor para la producción de combustible de hidrógeno respetuoso con el medio ambiente, "dice el científico.

El nitruro de boro es un compuesto binario de boro y nitrógeno, mientras que el nitruro de boro hexagonal o el grafeno blanco es un polvo similar al talco blanco con un hexagonal, celosía similar al grafeno. Es resistente a altas temperaturas y sustancias químicas, no tóxico, tiene un coeficiente de fricción muy bajo, y funciona tanto como un dieléctrico perfecto como un buen conductor de calor. Los materiales de nitruro de boro se utilizan ampliamente en las reacciones de síntesis orgánica industrial, en el craqueo del aceite, para la fabricación de productos de tecnología de alta temperatura, la producción de semiconductores, medios para extinguir incendios, etcétera.

Previamente, Se dedicaron varios estudios a la funcionalización del nitruro de boro hexagonal. Típicamente, este proceso utiliza oxidantes químicos fuertes que no solo destruyen el material sino que también cambian significativamente sus propiedades. El método, que utilizan los científicos de TPU y sus colegas extranjeros, les permite evitar esto.

"Los estudios han demostrado que obtuvimos alfombras de polímero homogéneas y duraderas que se pueden quitar del sustrato de soporte y usar por separado. Además, esta es una tecnología bastante universal ya que para la funcionalización utilizamos diferentes monómeros que permiten obtener materiales con propiedades óptimas para su uso en diversos dispositivos, "dice el profesor Raúl Rodríguez.