p Partículas de ouro (coloridas em azul) se cercarão de partículas de platina ainda menores (coloridas em laranja), criando uma estrutura que poderia transformar um conservante comum em eletricidade em uma célula de combustível, um estudo de acordo com cientistas do Instituto de Tecnologia Harbin da China e do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico.
p (PhysOrg.com) - Minúsculas partículas de ouro se cercarão de pedaços de platina ainda menores, criando uma estrutura complexa que poderia virar um conservante comum, ácido fórmico, em eletricidade em uma célula de combustível, de acordo com cientistas do Harbin Institute of Technology da China e do Pacific Northwest National Laboratory. A equipe usou um novo método de automontagem eletrostática para criar nanomaterial de ouro rodeado de platina. Este método se baseia na atração entre cargas positivas e negativas para inspirar as nanopartículas a formar novas estruturas por conta própria. p "Para nosso conhecimento, esta é a primeira vez que este método foi usado para criar tais catalisadores, "disse o Dr. Yuehe Lin, um químico no PNNL e um co-autor correspondente do artigo. Este artigo foi nomeado um artigo muito importante por Angewandte Chemie International Edition. Menos de 5% dos manuscritos da revista recebem uma recomendação tão positiva, e este foi o único na edição atual.
p Substituir as baterias atuais de laptops e outros dispositivos portáteis por células de combustível movidas a combustível líquido pode aliviar a frustração do consumidor. As células de combustível durariam de 2 a 10 vezes mais que as baterias de hoje. Avançar, o laptop pode ser recarregado instantaneamente, porque depende de ácido fórmico, não eletricidade. Além disso, esse tipo de célula de combustível pode ser usado como um extensor de alcance de veículos elétricos a bateria, se montada em uma pilha. Mas, essas células de combustível devem ter catalisadores eficientes para criar a energia necessária. Esta pesquisa fornece insights fundamentais para projetar tais catalisadores.
p O projeto desse catalisador começou com duas soluções. O primeiro era minúsculo, esferas de platina carregadas positivamente, cerca de 2,8 nanômetros de largura. A segunda solução continha partículas de ouro carregadas negativamente, cerca de duas vezes mais largo que a platina. Os cientistas misturaram um excesso da solução de platina com a solução de ouro. As partículas formaram uma estrutura semelhante a uma flor, com a platina no centro rodeada por pétalas de ouro. A automontagem foi impulsionada pela atração entre as partículas positivas e negativas e a repulsão entre nanopartículas com a mesma carga.
p Os cientistas misturaram um excesso de uma solução contendo esferas de platina carregadas positivamente com partículas de ouro carregadas negativamente. As partículas formaram uma estrutura semelhante a uma flor, com a platina no centro rodeada de ouro. A automontagem foi impulsionada pela atração entre as partículas positivas e negativas e a repulsão entre nanopartículas com a mesma carga.
p Depois de criar as partículas, os pesquisadores os examinaram usando difração de raios-x, microscopia eletrônica de transmissão, e espectroscopia de raios-X de dispersão de energia. Todos esses recursos foram encontrados no EMSL, Laboratório de Ciências Moleculares Ambientais.
p A equipe testou a eficiência catalítica das partículas de ouro rodeadas de platina. Eles aplicaram as partículas ao ácido fórmico. As partículas catalisaram a remoção dos dois átomos de hidrogênio, produzindo dióxido de carbono e elétrons para impulsionar as células de combustível. O novo catalisador gerou 5,7 vezes a densidade de corrente dos nanocatalisadores de platina sozinho, uma melhoria significativa em relação aos catalisadores de hoje.
p Os cientistas estão estudando como os átomos e elétrons do catalisador e do ácido fórmico interagem para entender por que esse catalisador inovador é mais ativo do que esperavam.
