Dos investigadores iraníes Hamid-Reza Barzegar y Tiva Sharifi de la Universidad de Umea de Suecia, junto con investigadores suecos y chinos muestran cómo un nano-aleación única compuesta de paladio nano-islas incrustados en nanopartículas de tungsteno crea un nuevo tipo de catalizadores para reducir mucho el oxígeno, la más reacción importante en las células de combustible de hidrógeno.

La creciente demanda mundial de energía y el requisito de llamadas de producción de energía sostenibles para un cambio urgente en el sistema energético basado en los combustibles fósiles de hoy.

Grupos de investigación en todo el mundo el trabajo intensamente para desarrollar nuevos sistemas de conversión y almacenamiento de energía avanzadas con alta eficiencia, bajo costo y compatibilidad medioambiental.

Sistemas de células de combustible representan una alternativa prometedora para la producción de energía con bajas emisiones de carbono. Sin embargo las células de combustible tradicionales están limitadas por la necesidad de catalizadores eficientes para conducir las reacciones químicas que intervienen en la pila de combustible.

Históricamente, el platino y sus aleaciones con frecuencia se han utilizado como catalizadores anódicos y catódicos en pilas de combustible, pero el alto coste de platino, debido a su baja abundancia, motiva a los investigadores a encontrar catalizadores eficientes basados en elementos abundantes a la Tierra.

«En nuestro estudio nos informe una aleación única novela con un catalizador de paladio (Pd) y tungsteno (W) Relación de sólo uno a ocho, que todavía tiene una eficiencia similar como un catalizador de platino puro. Teniendo en cuenta el costo, sería 40 veces menor «, dijo Thomas Wagberg, profesor titular en el Departamento de Física de la Universidad de Umea.

La explicación de la eficacia muy alta es la morfología única de la aleación. No es ni una aleación homogénea, ni un sistema de dos fases totalmente segregados, sino más bien algo intermedio.

Por las investigaciones experimentales y teóricos avanzados, los investigadores muestran que la aleación se compone de Pd-metálicos islas incrustados en la aleación Pd-W.

El tamaño de las islas es de alrededor de un nanómetro de diámetro y se compone de 10 a 20 átomos que son segregadas a la superficie. El entorno único en todo el PD-islas tengan efectos especiales que todos juntos se convierten a las islas en puntos calientes catalíticas altamente eficientes para la reducción de oxígeno.

Para estabilizar las nanopartículas en aplicaciones prácticas, que están anclados en el carbono mesoporoso ordenado. El anclaje a mantener las nanopartículas estables durante mucho tiempo impidiéndoles que fusionando en las pruebas de celdas de combustible.

«La formación única del material se basa en un método de síntesis, que se puede realizar en un horno microondas de cocina normal comprado en el supermercado local. Si no estábamos usando argón como gas inerte de protección, sería totalmente posible sintetizar este catalizador avanzado en mi propia cocina! «, Dijo Thomas Wagberg.

Sus resultados se publican en la revista científica Nature Communications.