Los científicos hicieron del grafeno un catalizador al agregar nanopartículas de metal

Esquema de trabajo Los

investigadores de la Universidad de Rice descubrieron que el grafeno con la adición de nanopartículas metálicas adquiere las propiedades de los metales e incluso puede funcionar como un sustituto del platino como catalizador de procesos químicos.

El platino es el catalizador principal utilizado en las celdas de combustible, que convierten el oxígeno y el hidrógeno en electricidad, liberando agua. Solo hay un problema: su alto costo. El costo del platino no es mucho menor que el costo del oro.

Los investigadores descubrieron el año pasado que al irradiar una película de poliimida de un láser infrarrojo de dióxido de carbono, es posible obtener grafeno poroso en un sustrato de polímero. Llamaron al material resultante grafeno inducido por láser (grafeno obtenido usando un láser), o LIG.

Posteriormente, al enriquecer la película de polímero con boro, fueron capaces de aumentar significativamente la capacidad eléctrica del grafeno resultante.

Finalmente, se les ocurrió la idea de mezclar el polímero con sales metálicas usando cobalto, hierro o molibdeno. Después de procesar dicha película durante media hora con un láser a una temperatura de 750 grados Celsius, obtuvieron un LIG con partículas metálicas de aproximadamente 10 nm de tamaño distribuidas uniformemente sobre su área. El material resultante contiene aproximadamente 1% de metal.


Grafeno con inclusiones metálicas

"La belleza del proceso es que tomamos una película regular disponible para uso comercial y agregamos sales metálicas de bajo costo", explica James Tour, un químico que recibió LIG por primera vez en el laboratorio del instituto. "Luego los exponemos a un láser industrial". Por lo tanto, la mayoría de las reacciones químicas son iniciadas por un láser que genera grafeno al aire libre y a temperatura ambiente ".

El material resultante es un excelente catalizador para las reacciones redox, y la adición de azufre a la película permite que el material se use para producir hidrógeno a partir del agua. Estas reacciones son clave para las pilas de combustible.

Source: https://habr.com/ru/post/es383227/