p Pesquisadores suecos descobriram uma maneira nova e eficiente de usar a eletrocatálise para produzir gás hidrogênio a partir da água. Em vez de usar eletrodos de platina caros e difíceis de obter, o novo método usa eletrodos com estruturas nanotruss de óxido de ferro. A pesquisa é liderada pelo professor Ulf Helmersson. p O grupo de pesquisa de Plasma and Coatings Physics da Linköping University fabrica filmes finos de nanomateriais. Para fazer isso, os pesquisadores usam uma técnica conhecida como "pulverização de plasma pulsado". O processo básico, cuspindo, é um método de revestimento comumente usado na indústria e na pesquisa. Os átomos são pulverizados sobre um substrato em uma câmara para formar uma camada fina de espessura constante, com o auxílio de gás ionizado. Os pesquisadores da LiU desenvolveram ainda mais a técnica e usam pulsos curtos, mas altamente eficientes, de um plasma para fazer com que as nanopartículas dos átomos pulverizados cresçam. As nanopartículas crescem à medida que flutuam no gás.

p Contudo, em um dos experimentos executados por Sebastian Ekeroth, estudante de doutorado em física de plasma e revestimentos, o material acabou se formando no lugar completamente errado.

p "Parecia que havia detritos espalhados pela câmara. Eu examinei alguns deles em um microscópio e vi um feixe emaranhado de nanofios, " Ele lembra.

p O professor Ulf Helmersson percebeu a importância das descobertas, e um novo campo de pesquisa baseado em nanoestruturas ferromagnéticas foi fundado.

p Pesquisadores de todo o mundo estão se tornando cada vez mais interessados ​​em nanopartículas ferromagnéticas e como elas podem ser produzidas, em particular em vários tipos de solução. Esses materiais magnéticos estão se tornando cada vez mais interessantes para o armazenamento de energia (com especial interesse no armazenamento de energia de fontes renováveis), catálise, e a síntese de produtos químicos.

p O grupo da LiU, em colaboração com pesquisadores da Universidade de Umeå, desenvolveu um método para controlar a produção de nanoestruturas ferromagnéticas com o auxílio da pulverização catódica de plasma pulsado. O resultado foi publicado na prestigiosa revista. Nanoletters .

p Nesse caso, Sebastian Ekeroth usou argônio ionizado introduzido em uma câmara com um cátodo de ferro e um ânodo de aço inoxidável. Os átomos de ferro são expelidos do cátodo e formam nanopartículas com um diâmetro de cerca de 20 nm. Um campo magnético aplicado faz com que as partículas de ferro, que são intrinsecamente magnéticos, para se unir e formar uma estrutura treliçada estável e bem definida, tanto em papel como em superfícies metálicas.

p A estrutura completa, com todos os seus ângulos e nós, também é coberto por uma camada de óxido de ferro de 2 nm de espessura, quando a estrutura é exposta ao ar.

p "A maneira como as partículas de ferro se engancham dá uma estrutura muito estável. O ambiente em um eletrólito pode ser muito áspero. Se a condutividade deve ser preservada até o final do processo, é importante que a estrutura não se quebre, "diz Sebastian Ekeroth.

p O método também pode ser usado para grandes áreas.

p "O método é adequado para aplicações em que um material tridimensional é necessário em grandes áreas, "diz Ulf Helmersson.

p Os pesquisadores descrevem no artigo da Nanoletters como eles usaram com sucesso um cátodo com nanoestruturas de óxido de ferro na superfície de uma camada condutora de papel carbono para quebrar a água em hidrogênio e oxigênio.

p Este eletrodo tem muitas vantagens sobre eletrodos caros feitos de platina de difícil obtenção. O novo eletrodo é leve, pode ser dobrado, tem uma alta capacidade, e é composto exclusivamente de substâncias ecologicamente corretas e de fácil obtenção, ou seja, ferro, oxigênio e carbono.

p O gás hidrogênio tem um alto conteúdo de energia. Quando a energia química do hidrogênio é convertida em energia elétrica em uma célula de combustível, o único resíduo formado é a água. O interesse em células de combustível está aumentando constantemente, principalmente por razões ambientais. Contudo, 96% do hidrogênio produzido atualmente vem de fontes não renováveis. A caça aos métodos de produção de hidrogênio mais sensíveis ao meio ambiente. Este último também é um potencial portador de energia, e, portanto, um possível meio para armazenar energia obtida de, por exemplo, fontes solares ou energia eólica.

p “A produção de hidrogênio é uma aplicação importante, mas também estamos procurando

p em outras áreas, como eletrodos em baterias, em supercondensadores, e para uso em fotocatálise, "diz Ulf Helmersson.