El platí és massa car? El nou catalitzador redueix el cost de la pila de combustible

L'Imperial College de Londres ha desenvolupat una pila de combustible d'hidrogen que utilitza un catalitzador fet de ferro en lloc de platí rar i car, reduint el cost de les piles de combustible d'hidrogen. La tecnologia permet el desplegament generalitzat de combustibles d'hidrogen i, finalment, posarà el món en un camí cap a zero emissions netes reduint les emissions de gasos d'efecte hivernacle.

Les piles de combustible d'hidrogen converteixen l'hidrogen en electricitat i l'únic subproducte és el vapor d'aigua, cosa que les converteix en una alternativa verda atractiva, especialment per a la indústria de l'automòbil. Tanmateix, el seu ús generalitzat s'ha vist obstaculitzat en part pel cost d'un dels components principals. Per facilitar les reaccions que generen electricitat, les piles de combustible es basen en catalitzadors de platí, que són cars i escassos.

L'investigador principal, el professor Anthony Kousenak, del Departament de Química de l'Imperial, va dir: "Actualment, al voltant del 60 per cent del cost d'una sola pila de combustible prové de catalitzadors de platí. Perquè les piles de combustible siguin una alternativa realment viable als combustibles fòssils, hem de portar costos reduïts".

Ara, un equip europeu liderat per investigadors de l'Imperial College de Londres ha creat un catalitzador que només utilitza ferro, carboni i nitrogen, un material barat i de fàcil accés, i ha demostrat que es pot utilitzar per fer funcionar combustibles amb una bateria d'alta potència. Les seves troballes es van publicar a la revista Nature Catalysis el dia 25.

En aquest nou catalitzador, tot el ferro es dispersa en una matriu de carboni conductora en forma d'àtoms individuals. Tots els àtoms que hi ha s'agrupen, fent-lo més reactiu. Aquestes propietats fan que el ferro facilita les reaccions necessàries a les piles de combustible i sigui un bon substitut del platí. En proves de laboratori, l'equip va demostrar que en un sistema de pila de combustible real, el rendiment del catalitzador de ferro d'un sol àtom s'aproxima al dels catalitzadors basats en platí.

A més, el mètode desenvolupat per l'equip també podria ser aplicable a altres aplicacions més enllà de les piles de combustible, com ara les reaccions químiques que utilitzen oxigen atmosfèric en lloc d'oxidants químics cars com a reactius, i el tractament d'aigües residuals que utilitza aire per eliminar contaminants nocius.

L'autor principal, el doctor Assad Mahmood, del Departament de Química de l'Imperial, va dir: "Hem desenvolupat un nou mètode per crear una gamma de catalitzadors d'"un sol àtom", que proporcionen la base per a una nova gamma de química i electroquímica. El procés ofereix oportunitats. Concretament, hem utilitzat un mètode sintètic anomenat "transmetalació" que evita la formació de cúmuls de ferro durant la síntesi. Aquest procés pot ser útil per a altres científics que busquen fer beneficis catalitzadors similars".