p (PhysOrg.com) - As células de combustível podem impulsionar os carros do futuro, mas não é suficiente apenas fazê-los funcionar - eles têm que ser acessíveis. Os pesquisadores da Cornell desenvolveram uma nova maneira de sintetizar um material eletrocatalítico de célula de combustível sem quebrar o banco. p A pesquisa, publicado online em 24 de novembro no Jornal da American Chemical Society , descreve um método simples para fazer nanopartículas que conduzem as reações eletrocatalíticas dentro das células a combustível em temperatura ambiente.

p As células a combustível convertem energia química diretamente em energia elétrica. Eles consistem em um ânodo, que oxida o combustível (como o hidrogênio), e um cátodo, que reduz o oxigênio à água. Uma membrana de polímero separa os eletrodos. Os carros movidos a células de combustível em produção hoje usam platina pura para catalisar a reação de redução de oxigênio no lado do cátodo. Embora a platina seja o catalisador mais eficiente disponível hoje para a reação de redução de oxigênio, sua atividade é limitada, e é raro e caro.

p As nanopartículas dos pesquisadores de Cornell oferecem uma alternativa à platina pura por uma fração do custo. Eles são feitos de um núcleo de paládio e cobalto e revestidos com uma camada de platina com um átomo de espessura. Paládio, embora não seja um bom catalisador, tem propriedades semelhantes à platina (está no mesmo grupo na Tabela Periódica dos Elementos; tem a mesma estrutura cristalina; e é semelhante em tamanho atômico), mas custa um terço menos e é 50 vezes mais abundante na Terra.

p Pesquisadores liderados por Héctor D. Abruña, o E.M. Chamot Professor de Química e Biologia Química, fez as nanopartículas em um substrato de carbono e fez o núcleo de paládio-cobalto se automontar - reduzindo os custos de fabricação. Primeira autora Deli Wang, um associado de pós-doutorado no laboratório de Abruña, projetou os experimentos e sintetizou as nanopartículas.

p David Muller, professor de física aplicada e de engenharia e codiretor do Instituto Kavli em Cornell for Nanoscale Science, liderou os esforços voltados para a geração de imagens das partículas até a resolução atômica para demonstrar sua composição química e distribuição, e para provar a eficácia das conversões catalíticas.

p "A estrutura cristalina do substrato, composição e distribuição espacial das nanopartículas desempenham papéis importantes na determinação de quão bem o desempenho da platina, "disse Huolin Xin, um estudante de graduação no laboratório de Muller.

p O trabalho foi apoiado pelo Centro de Materiais de Energia em Cornell, um Centro de Pesquisa de Fronteiras de Energia com apoio do Departamento de Energia. Os pesquisadores também usaram equipamentos do Cornell Center for Materials Research.