El método "one-pot" de las nanohojas cataliza una revolución energética verde
Un grupo de investigación del Instituto de Materiales y Sistemas del Futuro de la Universidad de Nagoya (Japón) ha desarrollado un nuevo método "de una sola operación" para fabricar nanoplanchas utilizando menos metales raros. Su descubrimiento debería permitir que el proceso de fabricación de energía sea más respetuoso con el medio ambiente. La revista ACS Nano ha publicado el estudio.
El método de las nanohojas cataliza una revolución energética verde
Minoru Osada
Producir energía limpia es importante porque ayuda a reducir el calentamiento global y contribuye a construir una sociedad neutra en carbono. Una posible fuente de energía limpia son los catalizadores de hidrógeno, como el paladio (Pd). Las industrias utilizan el Pd en la electrólisis para separar el agua en hidrógeno y oxígeno. Después, el hidrógeno se utiliza en pilas de combustible para crear electricidad. El único subproducto es el agua.
El Pd se suele utilizar en forma de "nanopartículas" esféricas como catalizador. Sin embargo, una superficie más plana y fina 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 nanoplanchas de Pd. Lo denominaron "método de una sola olla" porque se puede hacer en una sola botella de cristal. Las láminas resultantes eran tan finas (1~2 nm) que pueden compararse con el tamaño de una sola molécula o cadena de ADN.
Según Osada, "nuestro método recién desarrollado es un proceso seguro, sencillo y que ahorra energía. Las nanohojas pueden sintetizarse a una temperatura baja de 75°C en una sola hora y sin ningún recipiente de reacción especial. Aunque el método de síntesis convencional tiene dificultades para sintetizar nanohojas con un grosor y un tamaño uniformes, nuestro método de una sola olla 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 lámina", explica Osada. "Tenían más del doble de actividad catalítica que la actual generación de catalizadores de evolución del 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 nanohojas 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 nanohojas de Pd podrían sustituir a los catalizadores de Pd convencionales y revolucionar estos procesos".
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