p Os cientistas da Rice University fabricaram um catalisador durável para células de combustível de alto desempenho, anexando átomos de rutênio simples ao grafeno. p Catalisadores que conduzem a reação de redução de oxigênio que permite que as células de combustível transformem energia química em eletricidade são geralmente feitos de platina, que resiste à natureza ácida do eletrólito que carrega a carga da célula. Mas a platina é cara, e os cientistas têm procurado por décadas um substituto adequado.

p A combinação rutênio-grafeno pode ser adequada, disse o químico James Tour, cujo laboratório desenvolveu o material com seus colegas na Rice e na China. Em testes, seu desempenho facilmente correspondeu ao das ligas tradicionais à base de platina e do ferro e do grafeno dopado com nitrogênio, outro contendor.

p Um artigo sobre a descoberta foi publicado no jornal American Chemical Society. ACS Nano .

p "O rutênio é muitas vezes um catalisador altamente ativo quando fixado entre matrizes de quatro átomos de nitrogênio, no entanto, é um décimo do custo da platina tradicional, "Tour disse." E uma vez que estamos usando sítios atômicos únicos em vez de pequenas partículas, não há átomos enterrados que não possam reagir. Todos os átomos estão disponíveis para reação. "

p Espalhar átomos de rutênio únicos em uma folha de grafeno, a forma de carbono com a espessura de um átomo, acabou sendo bastante simples, Tour disse. Envolveu a dispersão de óxido de grafeno em uma solução, carregar em uma pequena quantidade de rutênio e então liofilizar a nova solução e transformá-la em uma espuma.

p Assando a 750 graus Celsius (1, 382 graus Fahrenheit) na presença de nitrogênio e gás hidrogênio reduziram o grafeno e bloquearam os átomos de nitrogênio na superfície, fornecendo locais onde os átomos de rutênio podem se ligar.

p Os materiais feitos em temperaturas mais altas e mais baixas não eram tão bons, e aqueles feitos na temperatura adequada, mas sem rutênio ou nitrogênio, provaram que a qualidade da reação dependia da presença de ambos.

p O material mostrou excelente tolerância contra crossover de metanol e envenenamento por monóxido de carbono em meio ácido, ambos degradam a eficiência das células de combustível; tal degradação é um problema persistente com células de combustível de platina tradicionais.