p Cientistas da Rice University combinaram pontos quânticos de grafeno, óxido de grafeno, nitrogênio e boro em um catalisador capaz de substituir a platina em células de combustível por uma fração do custo. Ilustração cortesia do Tour Group
p (Phys.org) —Os pontos quânticos de grafeno criados na Rice University agarram-se a plaquetas de grafeno como cracas se prendem ao casco de um barco. Mas esses pontos aumentam as propriedades da nave-mãe, tornando-os melhores do que os catalisadores de platina para certas reações dentro das células de combustível. p O laboratório do químico James Tour, do Rice, criou pontos conhecidos como GQDs a partir do carvão no ano passado e agora combinou esses pontos em nanoescala com folhas microscópicas de grafeno, a forma de carbono com um átomo de espessura, para criar um híbrido que pudesse reduzir significativamente o custo de geração de energia com células a combustível.
p A pesquisa é tema de um novo artigo na revista American Chemical Society
ACS Nano .
p O laboratório descobriu a fervura de uma solução de GQDs e folhas de óxido de grafeno (esfoliadas de grafite comum) combinadas em plaquetas em nanoescala de automontagem que poderiam então ser tratadas com nitrogênio e boro. O material híbrido combinou as vantagens de cada componente:abundância de arestas onde ocorrem as reações químicas e excelente condutividade entre os GQDs proporcionada pela base de grafeno. O boro e o nitrogênio, coletivamente, adicionam mais sítios cataliticamente ativos ao material do que qualquer elemento adicionaria sozinho.
p "Os GQDs adicionam ao sistema uma enorme quantidade de vantagem, que permite a química da redução de oxigênio, uma das duas reações necessárias para operação em uma célula de combustível, "Tour disse." O grafeno fornece a matriz condutiva necessária. Portanto, é uma excelente hibridização. "
p Uma imagem de microscópio eletrônico mostra nanoplacas em forma de flocos feitas de pontos quânticos de grafeno extraídos de carvão e folhas de óxido de grafeno, modificado com boro e nitrogênio. As nanoplacas apresentam borda suficiente para torná-las adequadas como catalisadores para aplicações como células a combustível. Cortesia do Tour Group
p O material do laboratório Tour superou os híbridos comerciais de platina / carbono comumente encontrados em células de combustível. O material mostrou uma reação de redução de oxigênio de cerca de 15 milivolts a mais no potencial de início positivo - o início da reação - e densidade de corrente 70% maior do que os catalisadores à base de platina.
p Os materiais necessários para fazer os híbridos em flocos são muito mais baratos, também, Tour disse. "A eficiência é melhor do que a platina em termos de redução de oxigênio, permitindo que alguém evite o obstáculo mais proibitivo na geração de células de combustível - o custo do metal precioso, " ele disse.
