Un grupo de investigación del Instituto de Materiales y Sistemas del Futuro de la Universidad de Nagoya en Japón ha desarrollado un nuevo método de "un solo recipiente" para fabricar nanoláminas utilizando metales menos raros. Su descubrimiento debería permitir que el proceso de producción de energía sea más ecológico. La revista ACS Nano publicó el estudio.
Producir energía limpia es importante porque ayuda a reducir el calentamiento global y contribuye a construir una sociedad neutra en carbono. Una fuente potencial de energía limpia utiliza catalizadores de hidrógeno, como el paladio (Pd). Las industrias utilizan Pd en la electrólisis para separar el agua en hidrógeno y oxígeno. Posteriormente, el hidrógeno de las pilas de combustible se utiliza para generar electricidad. El único subproducto es el agua.
El paladio se utiliza comúnmente en forma de 'nanopartículas' esféricas para uso como catalizador. Sin embargo, una superficie más plana y delgada utilizaría menos metales preciosos y aumentaría la superficie disponible para la reacción.
Minoru Osada de la Universidad de Nagoya y su grupo de investigación han desarrollado una nueva forma de fabricar nanoláminas de Pd. Lo llamaron "método de un solo recipiente" porque se puede hacer en una sola botella de vidrio. Las láminas resultantes eran tan delgadas (1~2 nm) que se pueden comparar con el tamaño de una sola molécula o cadena de ADN.
Según Osada, "Nuestro método recientemente desarrollado es un proceso seguro, simple y que ahorra energía. Las nanohojas se pueden sintetizar a una temperatura baja de 75°C en una sola hora sin un recipiente de reacción especial. Aunque el método de síntesis convencional tiene dificultades para sintetizar nanohojas con un grosor y tamaño uniformes, nuestro método de un solo recipiente puede hacerlo fácilmente."
Estas nanohojas ofrecen grandes mejoras con respecto a la tecnología existente. "Nuestras nanohojas 2D tienen 2,8 veces más superficie que las nanopartículas esféricas debido a su forma de hoja", dijo Osada. "Tenían más del doble de actividad catalítica que la generación actual de catalizadores de desprendimiento de hidrógeno en las pruebas de rendimiento".
Dado que las reacciones del hidrógeno son importantes para muchas industrias, esta investigación promete tener un impacto transformador. Osada expresó su esperanza de que las nuevas nanoláminas de Pd se utilicen no sólo en energías renovables sino también en una amplia gama de industrias.
"Hasta la fecha, las nanopartículas de Pd se han utilizado ampliamente como catalizadores importantes para diversas reacciones químicas que van desde la purificación de gases hasta la síntesis farmacéutica. Las nanopartículas de Pd pueden potencialmente reemplazar a los catalizadores de Pd convencionales y revolucionar estos procesos".
Más información: Sumiya Ando et al, Síntesis sencilla de nanohojas de Pd e implicaciones para una actividad catalítica superior, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c07861
Información de la revista: ACS Nano
Proporcionado por la Universidad de Nagoya
