Popeye lo aprobaría: la espinaca podría ser clave para los catalizadores de pilas de combustible renovables

Los PS1 también se han mostrado prometedores como catalizadores en la tecnología de pilas de combustible. (La primera versión patentada de Greenbaum sobre el uso de espinacas como catalizador implicó rociar platino metálico en los PS1 para producir gas hidrógeno puro para alimentar las celdas de combustible). La hoja verde podría ser un catalizador menos tóxico y más barato para la reacción de reducción de oxígeno en las celdas de combustible. según los autores de este último artículo.

Su proceso de extracción es similar al empleado por Greenbaum hace tantos años. Comienza con una licuadora de cocina común, llena de hojas de espinaca recién lavadas y luego en puré. El jugo resultante se liofilizó y se molió hasta obtener un polvo fino con un mortero. A continuación, el equipo de AU agregó sales (cloruro de sodio, cloruro de potasio) y una pizca de melamina para promover el contenido de nitrógeno. “En este punto, [our method] requiere que agreguemos un poco más de nitrógeno en el material de partida, porque aunque [spinach] tiene mucho nitrógeno para empezar, durante el proceso de preparación, parte de este nitrógeno se pierde “, dijo el coautor ShouZhong Zou, profesor de química en la American University, le dijo a Spectrum.

Las sales son clave para producir poros en las nanoláminas finales, aumentando así la superficie disponible para optimizar las reacciones químicas. “Aunque las llamamos nanohojas, cuando se apilan juntas, no es como una pila de papel muy sólida”. Zou explicó a Spectrum. “Necesitamos hacerlo lo suficientemente poroso para que se puedan usar todos los sitios activos”.

Finalmente, el equipo de AU usó un par de rondas de pirólisis (un proceso de descomposición térmica) a temperaturas de 900 grados Celsius para producir las nanohojas.

Descubrieron que los catalizadores derivados de la espinaca eran más eficientes que los basados ​​en platino. “Este trabajo sugiere que se pueden fabricar catalizadores sostenibles para una reacción de reducción de oxígeno a partir de recursos naturales”. dijo Zou. “El método que probamos puede producir catalizadores basados ​​en carbono altamente activos a partir de espinacas, que es una biomasa renovable. De hecho, creemos que supera a los catalizadores comerciales de platino tanto en actividad como en estabilidad “.

Obviamente, esto es solo una prueba de principio; lo que funciona bien en un entorno de laboratorio ideal no necesariamente se transfiere fácilmente a una aplicación práctica del mundo real. El siguiente paso es construir un prototipo completo que use el catalizador a base de espinacas en una celda de combustible de hidrógeno real. Eso requerirá la colaboración de otros laboratorios, según Zou. La espinaca también podría ser un buen catalizador para las baterías de metal-aire que se utilizan para alimentar vehículos eléctricos.

DOI: ACS Omega, 2020. 10.1021 / acsomega.0c02673 (Acerca de los DOI).

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