Investigadores de energía inventan un metal camaleónico que actúa como muchos otros
Un equipo de investigadores de energía dirigido por la Universidad de Minnesota Twin Cities ha inventado un dispositivo que convierte electrónicamente un metal para que se comporte como otro para usarlo como catalizador en reacciones químicas. El dispositivo, llamado «condensador catalítico», es el primero en demostrar que los materiales alternativos que se modifican electrónicamente para proporcionar nuevas propiedades pueden producir un procesamiento químico más rápido y eficiente.
El invento abre la puerta a nuevas tecnologías catalíticas que utilizan catalizadores de metales no preciosos para aplicaciones importantes como el almacenamiento de energía renovable, la fabricación de combustibles renovables y la fabricación de materiales sostenibles.
La investigación se publica en línea en JACS Au, donde fue seleccionada como una publicación de Elección del editor. El equipo también está trabajando con la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Universidad de Minnesota y tiene una patente provisional sobre el dispositivo.
El procesamiento químico durante el último siglo se ha basado en el uso de materiales específicos para promover la fabricación de productos químicos y materiales que usamos en nuestra vida cotidiana. Muchos de estos materiales, como los metales preciosos rutenio, platino, rodio y paladio, tienen propiedades de superficie electrónica únicas. Pueden actuar tanto como metales como como óxidos metálicos, lo que los hace fundamentales para controlar las reacciones químicas.
El público en general probablemente esté más familiarizado con este concepto en relación con el aumento de los robos de convertidores catalíticos en los automóviles. Los convertidores catalíticos son valiosos debido al rodio y paladio que contienen. De hecho, el paladio puede ser más caro que el oro.
Estos costosos materiales a menudo escasean en todo el mundo y se han convertido en una barrera importante para el avance de la tecnología.
Para desarrollar este método para ajustar las propiedades catalíticas de materiales alternativos, los investigadores se basaron en su conocimiento de cómo se comportan los electrones en las superficies. El equipo probó con éxito la teoría de que agregar y quitar electrones a un material podría convertir el óxido metálico en algo que imitara las propiedades de otro.
«Los átomos realmente no quieren cambiar su número de electrones, pero inventamos el dispositivo condensador catalítico que nos permite ajustar el número de electrones en la superficie del catalizador», dijo Paul Dauenhauer, miembro de MacArthur y profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad de Minnesota, quien dirigió el equipo de investigación. «Esto abre una oportunidad completamente nueva para controlar la química y hacer que los materiales abundantes actúen como materiales preciosos».
