Um grupo de pesquisa do Instituto de Materiais e Sistemas Futuros da Universidade de Nagoya, no Japão, desenvolveu um novo método “one-pot” para fazer nanofolhas usando metais menos raros. A sua descoberta deverá permitir que o processo de produção de energia seja mais ecológico. A revista ACS Nano publicou o estudo.



A produção de energia limpa é importante porque ajuda a reduzir o aquecimento global e contribui para a construção de uma sociedade neutra em carbono. Uma fonte potencial de energia limpa utiliza catalisadores de hidrogênio, como o paládio (Pd). As indústrias usam Pd na eletrólise para separar a água em hidrogênio e oxigênio. Posteriormente, o hidrogênio nas células de combustível é usado para criar eletricidade. O único subproduto é a água.

O Pd é comumente usado na forma esférica de 'nanopartículas' para uso como catalisador. No entanto, uma superfície mais plana e fina utilizaria menos metais preciosos e aumentaria a área superficial disponível para a reação.

Minoru Osada, da Universidade de Nagoya, e seu grupo de pesquisa desenvolveram uma nova maneira de fazer nanofolhas de Pd. Eles o chamaram de “método de pote único” porque pode ser feito em uma única garrafa de vidro. As folhas resultantes eram tão finas (1~2 nm) que podem ser comparadas ao tamanho de uma única molécula ou fita de DNA.

De acordo com Osada, "Nosso método recém-desenvolvido é um processo seguro, simples e que economiza energia. As nanofolhas podem ser sintetizadas a uma temperatura baixa de 75°C em uma única hora, sem nenhum recipiente de reação especial. Embora o método de síntese convencional tenha dificuldade para sintetizar nanofolhas com espessura e tamanho uniformes, nosso método de recipiente único pode fazer isso facilmente."

Essas nanofolhas oferecem grandes melhorias em relação à tecnologia existente. "Nossas nanofolhas 2D têm 2,8 vezes mais área de superfície do que as nanopartículas esféricas devido ao seu formato semelhante a uma folha", disse Osada. "Eles tiveram mais do dobro da atividade catalítica da atual geração de catalisadores de evolução de hidrogênio em testes de desempenho."

Dado que as reações de hidrogénio são importantes para muitas indústrias, esta investigação promete ter um impacto transformador. Osada expressou esperança de que as novas nanofolhas de Pd sejam usadas não apenas em energia renovável, mas também em uma ampla gama de indústrias.

"Até o momento, as nanopartículas de Pd têm sido amplamente utilizadas como catalisadores importantes para várias reações químicas, desde a purificação de gases até a síntese farmacêutica. As nanofolhas de Pd podem potencialmente substituir os catalisadores convencionais de Pd e revolucionar esses processos."

Mais informações: Sumiya Ando et al, Síntese Fácil de Nanofolhas de Pd e Implicações para Atividade Catalítica Superior, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c07861
Informações do diário: ACS Nano

Fornecido pela Universidade de Nagoya