Uno de los problemas a los que se enfrentan nuevas tecnologías de motorización como la pila de combustible de hidrógeno es el alto coste de alguno de sus componentes, como el platino, que se utiliza como catalizador y se deteriora rápidamente, lo que incrementa su consumo y supone un encarecimiento del proceso. Una nueva investigación ha dado con la solución al problema, por medio del uso de selenio.
El platino se utiliza desde hace tiempo como catalizador en la reacción de reducción de la oxidación que tiene lugar en las pilas de combustible. Sin embargo, el elevado coste de este metal ha impedido que esta nueva tecnología pueda competir con otras alternativas más baratas de producción de energía para los automóviles y el hogar.
Sin embargo, una nueva investigación puede haber dado con la clave para solucionar el problema. Según informan desde Materials Today, un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech) ha desarrollado un nuevo sistema catalítico a base de platino que tiene una duración mucho mayor que la de los sistemas que se comercializan ahora, y con unas perspectivas de alargar aún más su vida útil.
Un descubrimiento que, a largo plazo, podría reducir los costes de fabricación de las pilas de combustible, para convertirlas en una alternativa real a las tecnologías actuales de producción de energía.
En un artículo publicado en la revista científica Nano Letters, los investigadores describen la forma de evitar la llamada sinterización, que es una de las causas de la rápida degradación del platino que se utiliza como catalizador. La sinterización se produce cuando las partículas de platino se agrupan a altas temperaturas, reduciendo la superficie del revestimiento de este metal y provocando la reducción de la actividad de catalización.
Para reducir esta sinterización, los investigadores han desarrollado un método que permite anclar las partículas de platino al carbono que les sirve de soporte, por medio de partículas de selenio.
Según explica Zhengming Cao, uno de los miembros del equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia, “este nuevo método por medio del selenio permite una importante interacción entre el platino y el soporte de carbono, lo que prolonga su vida útil. Al mismo tiempo, las partículas de platino siguen manteniendo un tamaño lo suficientemente pequeño como para desempeñar una intensa actividad catalítica, gracias al incremento de la superficie activa”.
El método experimentado por estos investigadores consiste en inyectar nanoesferas de selenio en una superficie de carbono. El selenio se funde a altas temperaturas y se extiende por toda la superficie del carbono, cubriéndola. Posteriormente, se le somete a un reactivo que permite generar partículas de platino de menos de 2 nanómetros de diámetro (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro), que se distribuyen de manera uniforme por la base de carbono.
La interacción covalente entre el selenio y el platino logra anclar y estabilizar las partículas de platino, lo que permite crear un sistema catalítico de gran capacidad y durabilidad. Los investigadores han calculado que la actividad catalítica de este nuevo sistema es hasta tres veces y media superior al sistema tradicional.
Incluso después de someterse a 20.000 ciclos de actividad, el sistema sigue siendo tres veces más efectivo que los tradicionales, gracias a que el selenio logra mantener en su sitio las partículas de platino.
Según los investigadores, este nuevo tipo de sistema catalizador incrementa la durabilidad y la actividad de los catalizadores de platino, lo que permitirá el uso de pilas de combustible para un número de aplicaciones cada vez mayor.
