Hacia las células de combustible construidas a partir de componentes renovables y abundantes
Este comunicado de prensa está disponible Ingerman.IMAGEN: Redox hidrogel funciona como un paraguas protector contra el oxígeno.
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En un artículo publicado esta semana en la Química journalNature, los investigadores del Centro de Ciencias electroquímicos - CES en la Ruhr-Universität Bochum y de la Max-Planck-Instituto de Química de Conversión de Energía en Mülheim an der Ruhr reportan un novedoso concepto de trabajar con catalizadores eficientes y posiblemente más baratos. Una especie de tampón protege los catalizadores contra las condiciones hostiles encontradas en las células de combustible, que han sido a la utilización fecha despedido. Los científicos informan en la edición actual deNature Química.
Hydrogenases, una alternativa al platino?
Los bio-catalizadores para la oxidación de hidrógeno - llamados hidrogenasas - también son parte de la naturaleza. Desarrollaron sólo mediante el uso de elementos disponibles para los organismos vivos, que significa sin metales nobles. Hidrogenasas complejos evolucionaron basan únicamente en elementos abundantes como el níquel y el hierro. Los hidrogenasas más eficientes llegan a la tasa de rotación de platino y el suministro de los elementos que los componen es prácticamente ilimitada. "Por esta razón Hydrogenases son alternativas potencialmente interesantes a los metales nobles", dice el Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann (Cátedra de Química Analítica de la RUB). Aunque hidrogenasas no son capaces de trabajar mientras estar bajo las limitaciones encontradas en una célula de combustible. Los rastros de oxígeno y potenciales eléctricos extremas causan procesos de desactivación.
Hidrogel redox, un escudo para los catalizadores eficientes pero sensibles
El equipo en Bochum y Mülheim centra sin embargo en una nueva estrategia para acomodar catalizador sensible a las condiciones de trabajo de las pilas de combustible estándar. La idea clave es proteger el catalizador en una matriz protectora con propiedades específicamente diseñadas para evitar que los procesos de desactivación. En lugar de comunicarse con la hidrogenasa directamente al electrodo, una inmovilización en un hidrogel redox protegerá el constructo. Está diseñado para servir tanto como un amortiguador redox y un eliminador de oxígeno. Por lo tanto, dentro de la película de hidrogel, ni alto potencial, ni oxígeno afecta a la bio-catalizador. Bajo las condiciones de trabajo de la célula de combustible modificado de hidrogel es capaz de convertir la energía química del hidrógeno en energía eléctrica durante varias semanas, mientras que en ausencia del hidrogel, la hidrogenasa se desactiva en cuestión de segundos.
Un paso importante hacia un nuevo rediseño de pila de combustible
"El concepto de hidrogel se abre la posibilidad de integrar una variedad de otro catalizador biológico o artificial sensible para que la estabilidad intrínseca no se puede aumentar más", dice el Prof. Wolfgang Lubitz, Director de la CCA MPI. "Este es un paso importante hacia un nuevo rediseño de pila de combustible, que puede cambiar su posición a la vanguardia en la carrera hacia la industria mundial de la energía sostenible ".
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