Un equipo de investigación en Corea ha sintetizado nanopartículas metálicas que pueden mejorar drásticamente el rendimiento de los catalizadores de celdas de combustible de hidrógeno mediante el uso de tecnología de fabricación de semiconductores. El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST, presidente Seok Jin Yoon) anunció que el equipo de investigación dirigido por el Dr. Sung Jong Yoo del Centro de Investigación de Pilas de Combustible de Hidrógeno logró sintetizar nanopartículas a través de un método físico en lugar de las reacciones químicas existentes utilizando tecnología de pulverización catódica, que es una tecnología de deposición de película delgada de metal utilizada en la fabricación de semiconductores.

Un equipo de investigación en Corea ha sintetizado nanopartículas metálicas que pueden mejorar drásticamente el rendimiento de los catalizadores de celdas de combustible de hidrógeno mediante el uso de tecnología de fabricación de semiconductores. El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST, presidente Seok Jin Yoon) anunció que el equipo de investigación dirigido por el Dr. Sung Jong Yoo del Centro de Investigación de Pilas de Combustible de Hidrógeno logró sintetizar nanopartículas a través de un método físico en lugar de las reacciones químicas existentes utilizando tecnología de pulverización catódica, que es una tecnología de deposición de película delgada de metal utilizada en la fabricación de semiconductores.

Las nanopartículas metálicas se han estudiado en varios campos durante las últimas décadas. Recientemente, las nanopartículas metálicas han llamado la atención como un catalizador crítico para las celdas de combustible de hidrógeno y los sistemas de electrólisis de agua para producir hidrógeno. Las nanopartículas metálicas se producen principalmente a través de reacciones químicas complejas. Además, están elaborados con sustancias orgánicas nocivas para el medio ambiente y el ser humano. Por lo tanto, inevitablemente hay un costo adicional para su tratamiento y las condiciones de síntesis son desafiantes. Por lo tanto, se requiere un nuevo método de síntesis de nanopartículas que pueda superar las deficiencias de la síntesis química existente para establecer el régimen de energía del hidrógeno.

El proceso de pulverización catódica utilizado por el equipo de investigación de KIST es una tecnología que deposita una fina película de metal durante el proceso de fabricación de semiconductores. Este proceso utiliza plasma para cortar metales grandes en nanopartículas, que luego se depositan sobre un sustrato para formar una película delgada. El equipo de investigación fabricó nanopartículas usando «glucosa», un sustrato especial que evitó que las nanopartículas metálicas se convirtieran en una película delgada mediante el uso de plasma durante el proceso. El proceso de síntesis utilizó el principio de la deposición física de vapor utilizando plasma en lugar de reacciones químicas. Por lo tanto, las nanopartículas metálicas podrían sintetizarse utilizando este sencillo método, superando las limitaciones de los métodos de síntesis química existentes.

El desarrollo de nuevos catalizadores se ha visto obstaculizado porque los métodos de síntesis química existentes limitaban los tipos de metales que podían utilizarse como nanopartículas. Además, las condiciones de síntesis deben cambiarse según el tipo de metal. Sin embargo, el método de síntesis desarrollado ha permitido sintetizar nanopartículas de diferentes metales. Además, cuando esta tecnología se aplica a dos o más metales simultáneamente, se pueden sintetizar nanopartículas de aleación de diferentes composiciones. Esto conduciría al desarrollo de catalizadores de nanopartículas de alto rendimiento basados ​​en aleaciones de diferentes composiciones.

Usando esta tecnología, el equipo de investigación de KIST sintetizó un catalizador de nanopartículas de aleación de platino, cobalto y vanadio y lo aplicó a la reacción de reducción de oxígeno en electrodos de celdas de combustible de hidrógeno. Como resultado, la actividad del catalizador fue 7 y 3 veces mayor que la de los catalizadores de aleación de platino y cobalto, respectivamente, que se utilizan comercialmente como catalizadores de pilas de combustible de hidrógeno. Además, los investigadores estudiaron el efecto del vanadio recién agregado sobre otros metales en las nanopartículas. Descubrieron que el vanadio mejoraba el rendimiento del catalizador al optimizar la energía del enlace platino-oxígeno a través de la simulación por computadora.

Dr Sung Jong Yoo de KIST comentó: «A través de esta investigación, hemos desarrollado un método de síntesis basado en un concepto novedoso que se puede aplicar a la investigación centrada en nanopartículas metálicas para el desarrollo de sistemas de electrólisis de agua, células solares y productos petroquímicos». Añadió: «Nos esforzaremos por establecer una economía de hidrógeno total y desarrollar tecnología neutra en carbono mediante la aplicación de nanopartículas aleadas con nuevas estructuras, lo que ha sido difícil de implementar, para desarrollar tecnologías de energía verde, incluidas las celdas de combustible de hidrógeno».

#####

Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST), establecido como el primer instituto de investigación multidisciplinario financiado por el gobierno de Corea, estableció una estrategia de desarrollo nacional basada en la ciencia y la tecnología y difundió varias tecnologías industriales clave. Ahora, medio siglo después, KIST está elevando el estatus de Corea en ciencia y tecnología a través de investigación y desarrollo líderes en el mundo en tecnología habilitadora. Mirando hacia el futuro, KIST continuará esforzándose por ser un instituto de investigación líder que lucha por un futuro mejor para los seres humanos.

Esta investigación se llevó a cabo como un gran proyecto de KIST, un programa de desarrollo de tecnología para resolver el cambio climático, y un programa de desarrollo de tecnología de nanomateriales de la Fundación Nacional de Investigación de Corea con el apoyo del Ministerio de Ciencia y TIC (Ministro Hyesook Lim). Los resultados del estudio se publicaron en el último número de «Nano hoy‘ (IF: 20.722, top 4.25% en JCR), revista científica internacional en el campo de las nanopartículas.


DEJA UNA RESPUESTA

Por favor ingrese su comentario!
Por favor ingrese su nombre aquí