Platina muito caro? Novo catalisador reduz o custo das células de combustível

O Imperial College London desenvolveu uma célula de combustível de hidrogênio que usa um catalisador feito de ferro em vez de platina rara e cara, reduzindo o custo das células de combustível de hidrogênio. A tecnologia permite a implantação generalizada de combustíveis de hidrogênio e, em última análise, colocará o mundo no caminho para emissões líquidas zero, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa.

As células de combustível de hidrogênio convertem hidrogênio em eletricidade com o único subproduto sendo o vapor de água, tornando-as uma alternativa verde atraente, especialmente para a indústria automotiva. No entanto, seu uso generalizado foi dificultado em parte pelo custo de um dos principais componentes. Para facilitar as reações que geram eletricidade, as células a combustível contam com catalisadores feitos de platina, que são caros e escassos.

O pesquisador principal, professor Anthony Kousenak, do Departamento de Química do Imperial, disse: "Atualmente, cerca de 60% do custo de uma única célula de combustível vem de catalisadores de platina. custos para baixo."

Agora, uma equipe europeia liderada por pesquisadores do Imperial College London criou um catalisador que usa apenas ferro, carbono e nitrogênio, um material barato e prontamente disponível, e mostrou que pode ser usado para abastecer combustíveis com bateria de alta potência. Suas descobertas foram publicadas na revista Nature Catalysis no dia 25.

Neste novo catalisador, todo o ferro é disperso em uma matriz de carbono condutora na forma de átomos únicos. Todos os átomos nele estão agrupados, tornando-o mais reativo. Essas propriedades significam que o ferro facilita as reações necessárias nas células de combustível e é um bom substituto para a platina. Em testes de laboratório, a equipe mostrou que, em um sistema de célula de combustível real, o desempenho do catalisador de ferro de átomo único se aproxima do dos catalisadores à base de platina.

Além disso, o método desenvolvido pela equipe também pode ser aplicável a outras aplicações além das células de combustível, como reações químicas que usam oxigênio atmosférico em vez de oxidantes químicos caros como reagentes e tratamento de águas residuais que usa ar para remover poluentes nocivos.

O autor principal, Dr. Assad Mahmood, do Departamento de Química da Imperial, disse: "Desenvolvemos um novo método para criar uma gama de catalisadores de 'átomo único', que fornecem a base para uma nova gama de química e eletroquímica. O processo oferece oportunidades Especificamente, usamos um método sintético chamado 'transmetalação' que evita a formação de aglomerados de ferro durante a síntese. Esse processo pode ser útil para outros cientistas que procuram tornar benéficos catalisadores semelhantes."