Los cables más largos de Nanowires pueden conducir a mejores celdas de combustible

Universidad de Rochester están tratando de hacer lo mismo. Su objetivo es producir los nanocables de platino más largos. Esta hazaña no ha sido lograda por nadie. Estos nanocables de platino más largos podrían tener un impacto en el desarrollo de células de combustible para automóviles, camiones y otros dispositivos. Los alambres, 1/50.000 del ancho de un cabello humano, son miles de veces más largos que cualquier otro hecho anteriormente, según un informe de Nano Letters.

>James C. M. Li, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Rochester, afirma: «La gente ha estado trabajando en el desarrollo de las pilas de combustible durante décadas. Pero la tecnología aún no está siendo comercializada. El platino es caro, y el enfoque estándar para usarlo en celdas de combustible está lejos de ser ideal. Estos nanocables son un paso clave hacia mejores soluciones».

Estos nanocables de platino son mejores para la longevidad y eficiencia de las celdas de combustible. Hasta ahora, estos nanocables sólo se utilizan en las naves espaciales. Ahora, el equipo de investigadores de la Universidad de Rochester opina que los nanocables de platino pueden ser explotados como combustible para el transporte. «Nuestro propósito final es hacer catalizadores de celdas de combustible independientes a partir de estos nanocables», dice Li. Este descubrimiento reduciría el consumo de combustibles convencionales.

Las pilas de combustible requieren catalizadores que puedan facilitar la reacción de hidrógeno y oxígeno. Esto dividirá el combustible de hidrógeno comprimido en iones de hidrógeno ácidos y liberará los electrones. Estos electrones son desviados a un circuito externo para proporcionar energía. ¿Qué pasó con los iones de hidrógeno? Estos iones de hidrógeno se combinan con electrones y oxígeno para crear el subproducto en forma de agua líquida o vaporosa.

El platino ha sido la principal sustancia utilizada como catalizador en la fabricación de celdas de combustible porque el platino tiene la capacidad de soportar el duro ambiente ácido dentro de la celda de combustible. La eficiencia energética del platino también es considerablemente mayor que la de los metales más baratos como el níquel.

La eficiencia de los catalizadores aumenta al maximizar la superficie expuesta de las nanopartículas de platino. La tecnología ya ha sido utilizada o nanocomputadoras y otros dispositivos nano. La gran diferencia en los nanocables de platino producidos por Li y su estudiante de postgrado Jianglan Shui es que mediante un proceso conocido como electrohilado han producido nanocables de platino que son miles de veces más largos que cualquier otro alambre de este tipo anterior.

La fabricación de estos nanocables es una tarea muy complicada. «La razón por la que la gente no ha venido antes a los nanocables es que es muy difícil fabricarlos», dice Li. «Los parámetros que afectan la morfología de los alambres son complejos. Y cuando no son lo suficientemente largas, se comportan igual que las nanopartículas».

El problema con las tecnologías anteriores es que dependen en gran medida de las nanopartículas para exponer al máximo la superficie de platino. Cuanto mayor es la superficie, mayor es la eficiencia. Pero el problema básico es que estas partículas siempre pueden fusionarse a través de un proceso llamado difusión superficial, combinándose, y consecuentemente reduciendo la superficie total y la cantidad de energía producida. El segundo problema es que las nanopartículas necesitan la estructura de soporte de carbono para evitar que se vuelvan locas. El carbono está sujeto a la oxidación, y estas partículas no van bien con las estructuras de carbono. A medida que el carbono se degrada, las partículas se pierden permanentemente.

Esto no sucede en el caso de los nanocables. Dado que el platino está dispuesto uniformemente en un alambre delgado, las partículas que lo componen no necesitan las estructuras de carbono que lo soportan.

Las perlas que se habrían formado en los nanocables de platino habrían causado otro problema y el equipo de Li se ha encargado de ello. «Con el platino siendo tan costoso, es muy importante que nada de esto se desperdicie al hacer una celda de combustible,» dice Li. «Estudiamos cinco variables que afectan la formación de cuentas y finalmente lo conseguimos, cables que son casi libres de cuentas.»

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