Producción de catalizador en un solo paso
Patente pendiente de tramitación
No hay mucho posible sin catalizadores: Más del 80% de todos los productos químicamente fabricados se someten a un paso catalítico durante su producción. El material activo suele ser platino u otro metal precioso, por lo que la producción es costosa y requiere varios pasos. Físicos de la Universidad de Duisburg-Essen (UDE) han presentado una solicitud de patente para un proceso que produce material catalizador altamente activo y estable a largo plazo en un solo paso.
La imagen tomada con el microscopio electrónico de barrido muestra nanopartículas de carbono con un grosor de sólo unos pocos nanómetros.
Universität Duisburg-Essen
El material catalizador producido por los físicos Dr. Nicolas Wöhrl y Sebastian Tigges consiste casi totalmente en superficie - y por lo tanto es perfecto para el propósito: cuanta más superficie disponible, más reacciones pueden tener lugar simultáneamente.
El material prometedor se formó en una planta de recubrimiento por plasma. Los científicos dejaron que un polvo que contenía carbono con átomos de platino se evaporara y lo introdujeron en el sistema de plasma a través de un gas portador. A unos 350°C, las paredes de carbono se forman a lo largo de las líneas eléctricas de campo con sólo unos pocos nanómetros de grosor. Ya forman parte de las nanopartículas de platino.
"Como científico, a veces hay que tener suerte", dice Wöhrl. "Funcionó rápidamente y funcionó bien. Con un diámetro de alrededor de 1,8 nanómetros, las partículas tenían el tamaño adecuado, están libres de contaminaciones y se han asentado directamente en las paredes". Los científicos están actualmente investigando hasta qué punto las partículas deben ser ancladas en las paredes para permanecer allí permanentemente, pero al mismo tiempo sobresalen lo suficiente como para servir como centros catalíticos. La distribución y estructura química de las paredes y nanopartículas puede ser controlada independientemente por el proceso.
En el proyecto "MoRE InnoMat", los físicos ya están trabajando con químicos de la UDE y socios industriales que están escalando el proceso a sus estándares. En colaboración con el Centro de Hidrógeno y Pilas de Combustible (ZBT), se está construyendo actualmente un demostrador con una superficie de sólo unos pocos cm2 para el desarrollo de una micro pila de combustible.
"En general, estamos abiertos a la cooperación con diversos campos", explica Wöhrl. "Esta es la única forma en que podemos sondear los límites de nuestro proceso." Y Tigges añade: "¿Qué tan increíble sería si alguna vez tuviéramos un teléfono inteligente en nuestras manos basado en nuestro material?
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