Un grupo de investigación del Instituto de Materiales y Sistemas del Futuro de la Universidad de Nagoya en Japón ha desarrollado un nuevo método de “un solo recipiente” para fabricar nanoláminas utilizando metales menos raros. Su descubrimiento debería permitir que el proceso de producción de energía sea más respetuoso con el medio ambiente. la revista ACS Nano publicado el estudio.

Producir energía limpia es importante porque ayuda a reducir el calentamiento global y contribuye a construir una sociedad neutra en carbono. Una posible fuente de energía limpia utiliza catalizadores de hidrógeno, como el paladio (Pd). Las industrias utilizan Pd en la electrólisis para separar el agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno de las pilas de combustible se utiliza luego para generar electricidad. El único subproducto es el agua.

El paladio se utiliza comúnmente en forma de “nanopartículas” esféricas para uso como catalizador. Sin embargo, una superficie más plana y delgada utilizará menos metales preciosos y aumentará el área de superficie disponible para la reacción.

Minoru Osada de la Universidad de Nagoya y su grupo de investigación han desarrollado un nuevo método para fabricar nanoláminas. Lo llamaron el “método de un solo recipiente” porque se podía hacer en una sola botella de vidrio. Las láminas resultantes eran tan delgadas (1~2 nm) que podían compararse con el tamaño de una sola molécula o cadena de ADN.

Según Osada, “Nuestro método recientemente desarrollado es un proceso seguro, simple y energéticamente eficiente. Las nanohojas se pueden sintetizar a una temperatura baja de 75°C en una hora sin la necesidad de un recipiente de reacción especial. Aunque el método de síntesis tradicional tiene dificultades para lograrlo.” . “Al fabricar nanohojas de espesor y tamaño uniformes, nuestro método de un solo recipiente puede hacerlo fácilmente”.

Estas nanohojas ofrecen mejoras significativas con respecto a la tecnología actual. “Nuestras nanohojas 2D tienen una superficie 2,8 veces mayor que las nanopartículas esféricas debido a su forma de hoja”, dijo Osada. “Tenían más del doble de actividad catalítica que la generación actual de catalizadores de desprendimiento de hidrógeno en las pruebas de rendimiento”.

Dado que las reacciones del hidrógeno son importantes para muchas industrias, esta investigación promete tener un impacto transformador. Osada expresó su esperanza de que las nuevas nanoláminas de Pd se utilicen no sólo en energías renovables sino también en una amplia gama de industrias.

“Hasta ahora, las nanopartículas de Pd se han utilizado ampliamente como catalizadores importantes para diversas reacciones químicas que van desde la purificación de gases hasta la síntesis farmacéutica. Las nanopartículas de Pd tienen el potencial de reemplazar los catalizadores de Pd tradicionales y revolucionar estos procesos”.