Professor Sangaraju Shanmugam (à esquerda) e Ph.D. Estudante Arumugam Sivanantham (à direita). Crédito:Instituto Daegu Gyeongbuk de Ciência e Tecnologia (DGIST)
Pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST) desenvolveram nano-catalisadores que podem reduzir o custo geral das células de combustível de energia limpa, de acordo com um estudo publicado na revista de Catálise B aplicada:Ambiental .
As células a combustível de membrana de eletrólito de polímero (PEMFCs) transformam a energia química produzida durante uma reação entre o combustível hidrogênio e o oxigênio em energia elétrica. Embora os PEMFCs sejam uma fonte promissora de energia limpa, independente e móvel, muito parecido com as células de combustível alcalinas usadas no ônibus espacial dos EUA, eles atualmente dependem de materiais caros. Mas as substâncias usadas para catalisar essas reações químicas degradam, levantando preocupações sobre a reutilização e viabilidade.
O cientista de materiais de energia DGIST Sangaraju Shanmugam e sua equipe desenvolveram catalisadores ativos e duráveis para PEMFCs que podem reduzir os custos gerais de fabricação. Os catalisadores foram nanobastões de carbono dopados com nitrogênio com nanopartículas de céria e cobalto em suas superfícies; essencialmente, nanobastões de carbono contendo nitrogênio, cobalto e céria. Ceria (CeO 2 ), uma combinação de cério e oxigênio, é um material semicondutor barato e ecologicamente correto que possui excelentes habilidades de redução de oxigênio.
As fibras foram feitas usando uma técnica conhecida como eletrofiação, em que uma alta tensão é aplicada a uma gota de líquido, formando um jato de líquido carregado que, em seguida, seca no meio do voo e fica uniforme, partículas nanométricas. As análises dos pesquisadores confirmaram que as partículas de céria e cobalto foram uniformemente distribuídas nos nanobastões de carbono e que os catalisadores mostraram maior capacidade de produção de eletricidade.
O cobalto suportado por céria em catalisador de nanobastões de carbono dopado com nitrogênio foi considerado mais ativo e durável do que os nanobastões de carbono dopados com nitrogênio apenas cobalto e platina / carbono. Eles foram explorados em dois tipos importantes de reações químicas para conversão e armazenamento de energia:redução de oxigênio e reações de evolução de oxigênio.
Os pesquisadores concluíram que a céria pode ser considerada um dos materiais mais promissores para uso com cobalto em nanobastões de carbono dopados com nitrogênio para produzir catalisadores estáveis com atividade eletroquímica aprimorada em PEMFCs e dispositivos relacionados.
