Desarrollan un método para fabricar pilas de combustible con menos platino

17-08-2010 - Un equipo internacional de investigadores, entre los que se encuentran científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha logrado multiplicar por 10 la velocidad a la que transcurre la reducción de oxígeno sobre platino, una reacción electroquímica de la que depende la potencia eléctrica proporcionada por las pilas de combustible. El nuevo método podría permitir fabricar cátodos para estas pilas con una cantidad mucho menor de platino, lo que las haría económicamente más competitivas. Los resultados del trabajo aparecen publicados en Nature Chemistry.
Las pilas de combustible convierten directamente la energía química contenida en hidrógeno en energía eléctrica, generando agua como único producto. Que sean más o menos potentes depende del producto del voltaje de la pila por la corriente eléctrica que fluye cuando se cierra el circuito. Esta corriente es equivalente a la velocidad de dos reacciones electroquímicas: la oxidación del hidrógeno y la reducción del oxígeno.
"Una de las principales limitaciones para el desarrollo de este tipo de tecnología es la baja velocidad a la que ocurre la reducción de oxígeno, lo que implica menor potencia para un mismo voltaje. Además, que haya que utilizar grandes cantidades de platino para conseguir la potencia deseada encarece demasiado las pilas de combustible”, explica uno de los autores del trabajo, el investigador del CSIC Ángel Cuesta.
El grupo de Cuesta en el Instituto de Química y Física Rocasolano, en colaboración con científicos del Argonne National Laboratory, en Illinois (Estados Unidos), ha centrado su atención en manipular los átomos presentes en la superficie del platino, un metal normalmente empleado como catalizador de la pila por ser el más activo en acelerar la reacción química necesaria para generar electricidad.
"Hemos intentado mantener las propiedades químicas de los átomos superficiales del platino y hemos modificado el tamaño y la estructura geométrica de los grupos de átomos de platino expuestos al medio interno de la pila o electrolito”, destaca Cuesta.
Durante los experimentos, los investigadores consiguieron retener moléculas de cianuro sobre la superficie de un electrodo de platino con el objetivo de que quedasen dos o tres átomos de platino en línea, necesarios para que se rompiese el enlace O-O en la molécula de oxígeno (O2). "De esta forma, la velocidad a la que transcurre la reducción de oxígeno se multiplica por 10 empleando ácido fosfórico como conductor eléctrico y por 25 en el caso de ácido sulfúrico”, agrega el investigador del CSIC.
Dusan Strmcnik, Maria Escudero-Escribano, Kensaku Kodama, Vojislav. R. Stamenkovic, Ángel Cuesta y Nenad M. Markovic; "Enhanced electrocatalysis of the oxygen reduction reaction based on patterning of platinum surfaces with cyanide."; Nature Chemistry 2010.

Fuente: http://www.quimica.es/noticias/es/121619/

Global Bioenergies crea un prototipo bacteriano que produce isobuteno a partir de la glucosa

12-10-2010 - Global Bioenergies anuncia el primer prototipo de su proceso de fabricación para la producción biológica de isobuteno. Se basa en el uso de una protección de la cepa bacteriana en una ruta metabólica artificial creada por la compañía.
Global Bioenergies anuncia que ha alcanzado una etapa clave en el desarrollo de su proceso para la transformación de recursos renovables en isobuteno gaseoso (también llamado isobutileno o metilproponeo). Se desarrollaron una serie inicial de cepas bacterianas que pueden producir isobuteno transformando la glucosa.
Marc Delcourt, cofundador y consejero delegado de la compañía, indicó: "Hemos conseguido nuestro objetivo de bioproducir isobuteno in vivo. Ahora concentramos nuestros esfuerzos en aumentar rendimiento y escala de la fermentación. Pensamos desarrollar pruebas de planta piloto para la explotación industrial del proceso. Esta fase requerirá nueva inversión financiera".
Philippe Marliere, cofundador y diseñador del proceso, añadió: "Hemos enseñado a una bacteria a convertir glucosa en isobuteno mediante un proceso totalmente nuevo. El camino metabolico ¿ que establecimos pasa por isovalerato hidroxi 3 (también llamado metilbutirato 3 hidroxi 3). Este intermediario químico, que está ausente de la bacteria natural, se convierte a su vez gracias a las enzimas, en isobuteno, en nuestras cepas. Este proceso se establece de acuerdo con la solicitud de patente presentada en julio de 2008".
Jean-Marc Paris, profesor en la Ecole Superieure de Physique et de Chimie (Paris Tech) y miembro del comité asesor científico, concluyó: "Ésta es la primera vez que una ruta metabólica artificial, que dirige la producción de una olefina ligera a partir de recursos renovables, se ha diseñado y ensamblado en un microorganismo. Estos resultados establecen un precedente para los cambios en profundidad que la industria química mundial tendrá que pasar en el siglo veintiuno".

fuente: http://www.quimica.es/noticias/es/124177/

Síntesis, estructura y reactividad de complejos de Ir(III) O-Donador: Estudios de activación de C-H con benceno

La conversión oxidativa de hidrocarburos fosilizados en energía y materiales útiles son tecnologías fundacionales. En la actualidad, estas conversiones operan a altas temperaturas lo que genera emisiones excesivas y altos costos. La catálisis basada en la activación C-H muestra el potencial del desarrollo de una nueva conversión química de hidrocarburos que puede ser más eficiente dada una temperatura más baja y una mejor selectividad.

Algunas de las catálisis más eficientes reportadas a baja temperatura, conversión selectiva directamente de hidrocarburos a productos útiles por ejemplo alcohole, arenos alquílicos y ácidos carboxílicos, generalmente operan mediante el acoplamiento de la activación C-H y funcionalización:



Se ha investigado el diseño de catálisis homogénea basada en Ir y otros complejos de metales de transición utilizando ligantes O-donadores como el acetilacetonato (acac), tropolona, catecoles, hidroxiacetofenona, entre otros para estabilizar los complejos a las condiciones de reacción requeridas para generar productos funcionales. Comparado a los ligantes N-, C-, P-donadores, generalmente se utilizan para activación C-H; los complejos con ligantes O-donadores pueden tener la posibilidad de mayor estabilidad térmica, prótica, y oxidante dado el carácter covalente esperado del oxígeno.

Otra de las razones clave para el estudio de este tipo de ligantes es que el conocido carácter p-donador, electronegatividad y las características “duras” de los ligantes O-donadores podría dar lugar a diferencias electrónicas del centro metálico que resultaría en significantes cambios en química comparados con los complejos basados en N-, P- Y C-donadores. Puede preverse que los ligantes O-donadores podrían:

a) Facilitar el acceso a estados de oxidación más altos, vía interacciones duro-duro o p-donación durante la catálisis que puedan ser necesarias para el paso de funcionalización, se muestra en el ciclo catalítico generalizado.
b) Moderar la densidad electrónica mediante la interpolación de las propiedades de la remoción s y donación p al centro metálico (retrodonación), y reducir la posibilidad del solvente, producto o reactante inhibidor que se observa generalmente con centros metálicos ricos o pobres en densidad electrónica.
c) Facilitar las reacciones de activación C-H con metales de transición ricos en electrones, que generalmente toman lugar vía “adición oxidativa” o inserción metálica.



Este es el probable mecanismo de la reacción:



FUENTE
• Synthesis, Structure, and Reactivity of O-Donor Ir(III) Complexes: C-H Activation Studies with Benzene Gaurav Bhalla,† Xiang Yang Liu,† Jonas Oxgaard,‡ William A. Goddard, III,‡ and Roy A. Periana*

Planean crear una estrella como fuente "inagotable" de energía

Ubicado en el laboratorio The National Ignition, en California, está el láser de mayor potencia y tamaño del mundo, creado con el propósito de crear una estrella miniatura en la tierra. ¿Y por qué hacer eso? Es simple, para generar energía barata o gratuita. En detalle, se planea crear una fusión que genere más energía de la que se requiera para crearla, con el propósito de generar una fuente de energía ilimitada (relativamente). Se Pueden ver fotos los complicados equipos del laboratorio, explicaciones de lo que son y porqué no hasta a Arnold Schwarzenegger dando una vuelta por ahi.

Toda la informacion en el siguiente link LASER.

Cientificos de fronteras

HOY, DOMINGO, COMIENZA “CIENTÍFICOS DE FRONTERA”, UN PROGRAMA DE ENTREVISTAS QUE SE EMITIRÁ EN TVE-2 A LS 23:30. Y AQUI EN MEXICO A LAS 17:30

Trece investigadores que se mueven cada día en las fronteras de lo conocido intervienen en ‘Científicos de Frontera’, un programa de entrevistas fruto de la colaboración entre la Fundación BBVA y RTVE que empezará a emitirse el próximo 10 de octubre a las 23:30 h en La 2. Inaugura la serie el físico español Ignacio Cirac, y continuará con científicos muy relevantes, que han sido recientemente galardonados con el Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA.

Sin duda alguna, recomendable para todos los interesados en la Cultura Científica. Sólo una “pega”. ¿Por qué tan tarde? ¿Qué joven interesado por la Ciencia lo podrá ver en directo? Sería altamente deseable que adelantásemos un poco los horarios.
Bueno aunque esto es una noticia para España creo que a nosotros como estudiantes nos interesa de la misma manera y lo padre de todo esto es que se puede ver este programa a las 17:30 hrs. en el siguiente link TVE-2. bueno hoy fue el primer programa y me parecio muy bueno.
Deberian de ver la prox. semana el segundo capitulo aun no se de que se trate, pero parece ser que estara muy bien.

Nobel de química permite desarrollar nuevos medicamentos

La Real Academia Sueca de Ciencias otorgó el Premio Nobel de Química en 2010 a Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi y Akira Suzuki, por el desarrollo de nuevas formas de vinculación de los átomos de carbono, lo que ha permitido a los científicos crear nuevos medicamentos y materiales para la electrónica.

Los científicos Richard F. Heck (Universidad de Delaware), Akira Suzuki (Universidad de Hokkaido) y Negishi Ei-Ichi (Universidad de Purdue), compartieron el premio Nobel de Química 2010 por el desarrollo del acoplamiento catalizado por paladio de los compuetos orgánicos.

El átomo de carbono es la columna vertebral de las moléculas en los organismos vivos y suele ser muy estable. Por lo tanto es muy difícil en un laboratorio químico sintetizar moléculas grandes que contienen carbono.


En la reacción de Heck, la reacción de Negishi y la reacción de Suzuki, los átomos de carbono se reúnen en un átomo de paladio, que actúa como catalizador. Los átomos de carbono adjuntan al átomo de paladio y se coloca de esa forma lo suficientemente cerca entre sí para que ocurran las reacciones químicas. Esto ha permitido a los químicos poder sintetizar moléculas grandes y complejas que contienen carbono.

La catálisis por paladio es una herramienta precisa y eficaz que se utiliza por los investigadores en todo el mundo, así como en la producción comercial de productos farmacéuticos y de la industria electrónica.”

Con el fin de crear nuevas sustancias químicas complejas, los químicos deben ser capaces de unir a los átomos de carbono entre sí. Sin embargo, los átomos de carbono son muy estable y no reacciona fácilmente entre si. Los primeros métodos utilizados por los químicos para unir a los átomos de carbono permitió crear moléculas simples, pero para la síntesis de moléculas más complejas lterminaban con demasiados subproductos no deseados en sus tubos de ensayo.

El acoplamiento cruzado catalizado por paladio resolvió este problema y permitió a los químicos contar con una herramienta más precisa y eficiente de trabajo. En la reacción de Heck, la reacción de Negishi y la reacción de Suzuki, los átomos de carbono se reúnen alrededor de un átomo de paladio, con lo cual su proximidad permite el comienzo de la reacción química.

El acoplamiento cruzado catalizado por paladio se utiliza en la investigación en todo el mundo, así como en la producción comercial de productos farmacéuticos y de moléculas utilizadas en la industria electrónica.

Fuente: http://medicosconsultores.com/despliegue.php?idnoticia=851&idseccion=

Monitoreo de reacciones ultra-rápidas mediante ecos vibracionales

El estudio de reacciones muy rápidas es una tarea complicada. Los pasos elementales que componen un mecanismo de reacción tienden a ocurrir en el orden de los femtosegundos, por lo tanto para seguirlos se requeriría una instrumento capaz de registrar cambios (potenciales, absorbancia, conductividad, etc.) en ventanas de tiempo de esta naturaleza. La mayoría de los métodos instrumentales de uso rudimentario no pueden llevar a cabo este tipo de mediciones. Sin embargo, algunas investigaciones han cambiado su enfoque de las moléculas o átomos reaccionantes a aquellas que se encuentran en sus alrededores. La mayoría de las reacciones químicas se llevan a cabo en disolventes. Los disolventes forman capas de solvatación alrededor de los solutos, pero no sólo eso sino que pueden dictar cuestiones tan importantes como la cinética y la estereoquímica de la reacción. Existe una noción de que el disolvente sólo juega un papel presencial en la reacción, pero la realidad es que la interacción soluto-solvente es determinante en muchas reacciones. Uno de los casos más conocidos es el de la sustitución nucleofílica orgánica cuya constante de velocidad varían en diferentes disolventes para los mismos reactivos. El interés realmente estriba en el estudio de la primera capa de solvatación, que se sabe que percibe los efectos de una reacción química.

Durante una reacción química existe un movimiento de densidad electrónica. Las moléculas de disolvente "sienten" esta redistribución de carga, lo que produce un cambio momentáneo en las frecuencias vibracionales de las moléculas más próximas al sitio de reacción, es decir las que están en la primera capa de solvatación. Un grupo de investigadores de la Universidad de Michigan han implementado un nuevo tipo de espectroscopía denominado "Transient vibrational Stark-effect spectroscopy". El efecto Stark consiste en la ligera variación en las frecuencias de vibración de una molécula debido a cambios en el campo eléctrico generado por una reacción. El campo eléctrico afecta el momento dipolar de las moléculas de la capa de solvatación y esto es lo que causa la variación de la frecuencia de resonancia. La aplicación de esta técnica ha sido principalmente en reacciones de transferencia de carga (redox), sin embargo este tipo de reacciones son muy comunes e importantes en sistemas químicos y biológicos.

Fuente:

http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/ja1043853