Convertir el óxido en combustible
Gran avance: los investigadores desarrollan un catalizador de óxido verde para los vehículos de hidrógeno de nueva generación
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Investigadores del Centro de Investigación de Nanoarquitectónica de Materiales (MANA), uno de los centros dependientes del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales (NIMS) de Japón, presentan un catalizador de hidróxido de hierro de bajo coste que podría favorecer el uso del borohidruro sódico como material de almacenamiento de hidrógeno.
Un catalizador de óxido verde modificado con clústeres de óxido de cobre facilita la producción eficiente de hidrógeno a partir de borohidruro sódico en condiciones lumínicas y térmicas, ofreciendo una alternativa escalable y de bajo coste a los catalizadores de metales preciosos.
Dr. Yusuke Ide from Research Center for Materials Nanoarchitectonics
A medida que el mundo avanza hacia sociedades propulsadas por hidrógeno, persiste un gran reto: almacenar y liberar hidrógeno de forma eficiente. El borohidruro sódico (SBH) es un prometedor material de almacenamiento de hidrógeno que puede generarlo por simple contacto con el agua. Sin embargo, esta reacción suele depender de costosos catalizadores fabricados con metales preciosos como el platino, lo que limita su uso a gran escala.
En un reciente avance, investigadores del Grupo de Nanoquímica de Capas de MANA, dirigidos por el Dr. Yusuke Ide, jefe del grupo, junto con el Sr. Ezz-Elregal M. Ezz-Elregal y el Dr. Mitsutake Oshikiri, desarrollaron un catalizador rentable y de alto rendimiento utilizando "óxido verde", un mineral de hidróxido de hierro mixto-valente que antes se consideraba demasiado inestable para su uso práctico.
La clave está en modificar las partículas de óxido verde con una solución de cloruro de cobre. Este proceso forma agrupaciones de óxido de cobre a nanoescala en los bordes de la partícula, generando sitios muy activos para la producción de hidrógeno. La estructura del óxido verde también absorbe la luz solar, transfiriendo energía a través de los cúmulos de cobre para aumentar aún más la eficacia de la reacción.
Las pruebas de rendimiento revelaron que el nuevo catalizador alcanza una alta frecuencia de renovación para la producción de hidrógeno, comparable o incluso superior a la de los materiales tradicionales basados en metales preciosos. También demostró una excelente durabilidad, manteniendo la actividad catalítica con el uso repetido.
Lo que hace especialmente prometedor este avance es su escalabilidad y practicidad. El catalizador funciona a temperatura ambiente, es relativamente fácil de producir y podría integrarse bien en los sistemas de hidrógeno basados en SBH ya existentes. Dado que ya se está desarrollando la producción de SBH a bajo coste y que hay proyectos piloto que utilizan esta tecnología en barcos propulsados por hidrógeno, este avance podría acelerar el cambio mundial hacia la energía limpia del hidrógeno.
"Esperamos que nuestro catalizador se utilice para pilas de combustible de hidrógeno en muchas aplicaciones a bordo, como coches y barcos", afirma el Dr. Ide. "Es de esperar que esto conduzca a diversas formas de movilidad sin emisiones".
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Publicación original
Ezz-Elregal M. Ezz-Elregal, Koichi Shinohara, Hamza El-Hosainy, Takumi Miyakage, Takashi Toyao, Ken-ichi Shimizu, Akio Iwanade, Makoto Oishi, Takuro Nagai, Naoki Fukata, Takumi Tsushima, Hiroto Yoshida, Mitsutake Oshikiri, Yusuke Ide; "A Catalyst for Sodium Borohydride Dehydrogenation Based on a Mixed-Valent Iron Hydroxide Platform"; ACS Catalysis, Volume 15, 2025-7-7
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