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Materiais Avançados

Catalisador de carbono e ferro desbanca platina

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/04/2015

Catalisador de carbono e ferro desbanca platina
As nanopartículas de ferro ficam encapsuladas pela camada de grafeno.
[Imagem: Aalto University]

Substituto da platina

Pesquisadores finlandeses desenvolveram um eletrocatalisador feito unicamente de carbono e de ferro.

E, mesmo com materiais tão comuns, o catalisador substitui a cara e rara platina.

Catalisadores desse tipo são essenciais para o armazenamento da energia elétrica produzida por fontes renováveis, mas intermitentes, como solar e eólica.

A platina tem sido tradicionalmente usada nos eletrolisadores que armazenam a eletricidade na forma de compostos químicos, nas chamadas baterias de fluxo, que não têm limites máximos de carga porque basta aumentar o tamanho dos tanques onde os compostos químicos são guardados para posterior extração da energia.

O problema é que o elevado preço dessas instalações, em grande parte devido ao custo da platina, tem inibido seu uso disseminado, impedindo a queda do preço da eletricidade de fontes renováveis.

Catalisador de carbono e ferro

O novo substituto para a platina, porém, é barato e eficaz.

"Agora, a mesma eficiência conseguida com a platina pode ser obtida com um material menos dispendioso. Cerca de 40% dos custos de material para o armazenamento de energia com um eletrolisador vêm do eletrocatalisador," explica Tanja Kallio, pesquisadora da Universidade Aalto.

O catalisador é formado por uma base de nanotubos de carbono compactados, que conduzem eletricidade extremamente bem e servem como suporte. A seguir, vem uma camada de nanopartículas de ferro, que funcionam como catalisador, por sua vez recobertas por outra camada de carbono, mas desta vez na forma de grafeno.

Apesar das conhecidas dificuldades de se lidar com o grafeno em pequenos pedaços para a fabricação de componentes eletrônicos, a equipe garante que seu eletrocatalisador é produzido em uma única etapa de fabricação.

"O método foi alterado para tornar o catalisador muito ativo. Por ativo nós nos referimos à pequena quantidade de energia necessária para armazenar a energia elétrica como hidrogênio. Isso reduz as perdas causadas pelo armazenamento químico, e o processo se torna economicamente viável," finalizou Kallio.

Bibliografia:

Artigo: Single-Shell Carbon-Encapsulated Iron Nanoparticles: Synthesis and High Electrocatalytic Activity for Hydrogen Evolution Reaction
Autores: Mohammad Tavakkoli, Tanja Kallio, Olivier Reynaud, Albert G. Nasibulin, Christoffer Johans, Jani Sainio, Hua Jiang, Esko I. Kauppinen, Kari Laasonen
Revista: Angewandte Chemie
Vol.: First published online
DOI: 10.1002/anie.201411450






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