El hidrógeno tiene la mayor densidad de energía (120 MJ/kg) de todas las sustancias conocidas, aproximadamente tres veces más que el diésel o la gasolina, lo que significa que podría desempeñar un papel fundamental en los sistemas de energía sostenible. Pero la producción eficiente de hidrógeno mediante la simple división del agua requiere catalizadores de alto rendimiento.
Ahora, un grupo de colaboración de la Universidad de Tohoku y la Universidad Johns Hopkins ha desarrollado compuestos intermetálicos nanoporosos a base de molibdeno que podrían impulsar la producción de hidrógeno.
Los compuestos intermetálicos en escala nanométrica formados a partir de metales de transición no preciosos tienen el potencial de ser catalizadores robustos y rentables para la producción de hidrógeno. Sin embargo, el desarrollo de compuestos intermetálicos monolíticos, con amplios sitios activos y suficiente actividad electrocatalítica, sigue siendo un desafío para los científicos.
«Nuestra investigación ha desempeñado un papel crucial para abordar ese problema», dice el profesor Hidemi Kato, del Instituto de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku y coautor del estudio. «Al centrarnos en el diseño y la ingeniería, aprovechamos una técnica avanzada de desaleación para construir la arquitectura de los compuestos intermetálicos».
La desaleación de metal líquido es una técnica de procesamiento que utiliza la diferencia en la miscibilidad de los componentes de la aleación en un baño de metal fundido para corroer los componentes seleccionados y retener los demás. Permite la autoorganización en una estructura porosa tridimensional.
Además, permite controlar el tamaño de poro a escala nanométrica tanto para μ-Co7Mes6 y µ-Fe7Mes6que generalmente están en escala micrométrica para los otros metales/aleaciones cuando el engrosamiento tiene lugar a temperaturas equivalentes.
A continuación, el grupo de colaboración investigó el rendimiento electrocatalítico de los nuevos compuestos intermetálicos nanoporosos. Se mostró prometedor y potencial para su uso como catalizador HER comercial para aplicaciones de alta corriente.
Los resultados de su investigación fueron publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza el 2 de septiembre de 2022.
Además de Kato, el grupo estaba compuesto por el Dr. Ruirui Song, también del Instituto de Investigación de Materiales de la Universidad de Tohoku, el Profesor Asistente Jiuhui Han del Instituto de Investigación Fronteriza para Ciencias Interdisciplinarias (FRIS) de la Universidad de Tohoku y el Profesor Mingwei Chen de la Universidad Johns Hopkins. .
De cara al futuro, el grupo de investigación espera utilizar la desaleación de metales líquidos para desarrollar más compuestos intermetálicos nanoporosos monolíticos mediante la exploración de los mecanismos fundamentales detrás de las fases intermetálicas generales.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
