Cientistas transformaram o grafeno em catalisador adicionando nanopartículas de metal

Esquema de trabalho

Pesquisadores da Rice University descobriram que o grafeno com a adição de nanopartículas de metal adquire as propriedades dos metais e pode até funcionar como substituto da platina como catalisador de processos químicos.

A platina é o principal catalisador usado nas células de combustível, que convertem oxigênio e hidrogênio em eletricidade, liberando água. Há apenas um problema: seu alto custo. O custo da platina não é muito menor que o custo do ouro.

Pesquisadores no ano passado descobriram que, ao irradiar um filme de poliimida de um laser infravermelho de dióxido de carbono, é possível obter grafeno poroso em um substrato de polímero. Eles chamaram o material resultante de grafeno induzido por laser (grafeno obtido usando um laser), ou LIG.

Posteriormente, eles conseguiram, enriquecendo o filme de polímero com boro, aumentar significativamente a capacidade elétrica do grafeno resultante.

Finalmente, eles tiveram a idéia de misturar o polímero com sais metálicos usando cobalto, ferro ou molibdênio. Depois de processar esse filme por meia hora com um laser a uma temperatura de 750 graus Celsius, eles obtiveram um LIG com partículas de metal com cerca de 10 nm de tamanho, distribuídos uniformemente por sua área. O material resultante contém cerca de 1% de metal.


Metal-grafeno-grafeno

“A beleza do processo é que pegamos um filme regular disponível para uso comercial e adicionamos sais de metal de baixo custo”, explica James Tour, o químico que recebeu LIG no laboratório do instituto. "Então nós os expomos a um laser industrial". Assim, a maioria das reações químicas é iniciada por um laser que gera grafeno ao ar livre e à temperatura ambiente ".

O material resultante é um excelente catalisador para reações redox, e a adição de enxofre ao filme permite que o material seja usado para produzir hidrogênio a partir da água. Essas reações são essenciais para as células de combustível.

Source: https://habr.com/ru/post/pt383227/