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Nanocrystalline oxides for selective oxidative electrocatalysis

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Optimizar las reacciones químicas en las pilas de combustible del futuro

Un equipo de investigadores financiado por la Unión Europea ha protagonizado grandes avances en la caracterización de la estructura molecular y la función de los compuestos que intervienen en determinadas reacciones químicas particularmente importantes para la tecnología de las pilas de combustible.

Energía

Los catalizadores son compuestos que aceleran la velocidad de una reacción química sin que en ellos se produzca ninguna alteración, por lo que se pueden reutilizar una y otra vez. Los electrocatalizadores son un tipo especial de catalizadores que actúan en las superficies de los electrodos facilitando las reacciones que tienen lugar en los mismos. Con la llegada de la nanotecnología y las interesantes funcionalidades de los materiales en la nanoescala es natural que se hayan desarrollado aplicaciones electrocatalíticas de dichos materiales.Los socios del proyecto NOSOE («Óxidos nanocristalinos para la electrocatálisis oxidativa selectiva») se propusieron caracterizar sistemáticamente los factores que afectan a la actividad y la selectividad de los electrodos de óxidos nanocristalinos. Los científicos se centraron en las denominadas reacciones de evolución del oxígeno y del cloro en soluciones ácidas, que se utilizan para producir oxígeno (O2) y cloro (Cl2) moleculares por electrólisis de ácidos. En concreto, el consorcio NOSOE trató de descubrir los mecanismos y los sitios activos (lugares donde los reactantes se unen al catalizador) de las reacciones de evolución en los electrocatalizadores de óxido. Otra línea de investigación se centró en aplicar el conocimiento de la acción catalizadora y métodos avanzados de síntesis para obtener una nueva clase de materiales electrocatalíticos a base de óxidos con actividad y selectividad controladas. Los socios del proyecto optimizaron los procedimientos sintéticos para determinados electrocatalizadores de interés. En primer lugar, los caracterizaron utilizando técnicas avanzadas de difracción de rayos X y probaron su actividad respecto a la evolución del oxígeno y el cloro en medios ácidos. Los catalizadores dieron muestras de ser muy selectivos para la reacción de evolución del oxígeno, incluso en presencia de concentraciones importantes de iones cloruro. A continuación, los investigadores desarrollaron modelos estructurales detallados (usando espectroscopia de absorción de rayos X) que incluyen las disposiciones de distribución y de enlace de ciertas especies químicas, así como los posibles sitios activos sobre la superficie del catalizador de óxido. Además de presentarlos en congresos internacionales, los resultados del proyecto NOSOE se han publicado en revistas científicas internacionales. Los socios del proyecto esperan que influyan notablemente en el desarrollo de catalizadores para pilas de combustible y ayuden a fomentar el uso de las energías renovables eólica y solar.

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