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Uma equipe de pesquisadores liderada pelo Instituto de Física Aplicada da Universidade de Tsukuba demonstrou um método para a produção de catalisadores resistentes a ácidos, cobrindo-os com camadas de grafeno. Eles mostram que o uso de poucas camadas permite uma maior penetração de prótons durante uma reação de evolução de hidrogênio, o que é crucial para maximizar a eficiência ao produzir H 2 como combustível. Este trabalho pode levar à fabricação em escala industrial de hidrogênio como uma fonte de energia totalmente renovável para veículos que não contribuem para as mudanças climáticas.
O sonho dos carros movidos a hidrogênio entusiasmou muitas pessoas como uma solução para a enorme quantidade de dióxido de carbono que os veículos movidos a combustível fóssil emitem na atmosfera diariamente. Contudo, a produção de gás hidrogênio foi retardada pela falta de catalisadores baratos necessários para dividir a água com eficiência. Nesse processo, núcleos de hidrogênio, chamados prótons, precisa se combinar para formar gás hidrogênio, H 2 . Níquel e ligas à base de Ni são vistas como alternativas baratas promissoras para a platina, mas esses metais se corroem facilmente quando expostos às condições ácidas da reação. Uma solução é usar grafeno, uma única folha de átomos de carbono dispostos em uma estrutura de favo de mel, para proteger o catalisador. Contudo, o mecanismo pelo qual a reação ocorre permaneceu mal compreendido.
Agora, uma colaboração de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Tsukuba mostrou que o uso de três a cinco camadas de grafeno pode prevenir a corrosão de forma eficiente, ao mesmo tempo que permite que os prótons se combinem no catalisador por meio de defeitos na estrutura do favo de mel. Além disso, eles descobriram que a eficiência catalítica diminuiu linearmente à medida que mais camadas de grafeno foram adicionadas.
“Esse resultado nos permitiu concluir que os prótons devem penetrar nas camadas de grafeno para reagir na superfície do metal, "diz o Dr. Kailong Hu, autor sênior do estudo. A explicação alternativa, que os elétrons viajam do metal para que os prótons possam reagir na superfície externa do grafeno, não foi um processo de reação importante apoiado pelos experimentos. Trabalhos futuros se concentrarão na otimização do número de camadas de grafeno para equilibrar a resistência à corrosão com a atividade catalítica.
"Combustível de hidrogênio é particularmente ecológico porque não produz gases de efeito estufa, e ainda tem uma densidade de energia maior do que a gasolina, "O professor Yoshikazu Ito explica." Portanto, em breve poderemos pisar no acelerador sem deixar uma pegada de carbono. "
