Nanocristales y catalizador de níquel mejora substancialmente la producción de hidrógeno

El trabajo fue realizado por los estudiantes de posgrado Zhiji Han y Fen Qiu, como parte de una colaboración entre los profesores Richard Eisenberg, Todd Krauss y Patrick Holland, el cual es financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Su artículo será publicado en la revista Science a finales de este mes.

Una de las desventajas de los métodos actuales para la producción de hidrógeno ha sido la falta de durabilidad en un material que absorbe luz, pero los científicos de Rochester han sido capaces de superar este problema mediante la incorporación de nanocristales. "Las moléculas orgánicas son utilizadas típicamente para capturar la luz en sistemas fotocatalíticos" dijo Kreuss, quien ha estado trabajando en el campo de los nanocristales por más de 20 años. "El problema es que sólo duran horas, o, si tienes suerte, un día. Estos nanocristales realizaron el trabajo sin ningún signo de deterioro por al menos dos semanas".

Los investigadores lograron superar otras desventajas de los sistemas fotocatalíticos tradicionales. "La gente ha utilizado catalizadores hecho de platino y otros metales caros," dijo Holland. "Sería mucho más sustentable si utilizaramos metales que fueran encontrados con más facilidad en la Tierra, más asequibles, y que fueran menos tóxicos. Esto incluiría metales como el níquel".

Mientras que los tres investigadores dicen que la implementación comercial de su trabajo está a años de hacerse realidad, Holland señala que un sistema eficiente y de bajo costo tendría usos más allá de la energía. "Cualquier industria que requiera grandes cantidades de hidrógeno se beneficiaría, incluyendo las industrias de farmacéuticos y de fertilizantes.


El proceso desarrollado por Holland, Eisenberg, y Krauss es similar a otros sistemas fotocatalíticos, necesitaban un cromóforo (el material absorbente de la luz), un catalizador para combinar protones y electrones, y una solución, que en este caso es agua. Krauss, un experto en nanocristales, proporcionó puntos cuánticos (nanocristales) de seleniuro de cadmio (CdSe) como el cromóforo. Holland, cuya experiencia se basa en la investigación de catálisis y níquel, suministró un catalizador de níquel (nitrato de níquel). Los nanocristales se taparon con DHLA (ácido dihidrolipoico) para hacerlas solubles, y el ácido ascórbico se añade al agua como donador de electrones.

http://www.rochester.edu/news/show.php?id=4892