abril 23, 2022

El extracto de cúrcuma combinado con oro ayuda a crear celdas de combustible más ecológicas y eficientes

La curcumina, la sustancia activa de la cúrcuma, y ​​las nanopartículas de oro se combinaron para crear un electrodo que requiere 100 veces menos energía que el hidrógeno para convertir eficientemente el etanol en electricidad.

Según investigadores del Instituto de Nanomateriales de Clemson y del Instituto de Enseñanza Superior Sri Sathya Sai, de todos los catalizadores para la oxidación de alcohol en medio alcalino que existen, el que prepararon es el mejor hasta el momento. Por lo tanto, su hallazgo allana el camino para reemplazar el hidrógeno como materia prima para las pilas de combustible.

Las celdas de combustible generan electricidad a través de una reacción química en lugar de combustión.

Las pilas de combustible de hidrógeno son muy eficientes y no producen gases de efecto invernadero. Si bien el hidrógeno es el elemento químico más común en el universo, normalmente debe derivarse de los combustibles fósiles porque se encuentra naturalmente en la Tierra solo en forma compuesta con otros elementos en líquidos, gases o sólidos.

La extracción necesaria aumenta el costo y el impacto ambiental de las celdas de combustible de hidrógeno.

Además, el hidrógeno utilizado en las pilas de combustible es un gas comprimido, lo que crea desafíos para el almacenamiento y el transporte. El etanol, un alcohol hecho de maíz u otros alimentos de origen agrícola, es más seguro y más fácil de transportar que el hidrógeno porque es un líquido.

“Para convertirlo en un producto comercial con el que podamos llenar nuestros tanques con etanol, los electrodos deben ser altamente eficientes”, dijo Lakshman Ventrapragada, uno de los investigadores involucrados en el estudio , en un comunicado de prensa. “Al mismo tiempo, no queremos electrodos muy caros o sustratos poliméricos sintéticos que no sean ecológicos porque eso anula todo el propósito. Queríamos buscar algo ecológico para el proceso de generación de celdas de combustible y hacer la celda de combustible en sí”.

Mezclar una especia con oro

En esa búsqueda, Ventrapragada y sus colegas se concentraron en el ánodo de la celda de combustible, donde se oxida el etanol, u otras fuentes de alimentación.

Las pilas de combustible utilizan ampliamente el platino como catalizador. Pero además de ser costoso, el platino sufre de envenenamiento debido a los intermedios de reacción como el monóxido de carbono.

Los investigadores, por lo tanto, utilizaron oro como catalizador y, en lugar de utilizar polímeros conductores, estructuras metalorgánicas u otros materiales complejos para depositar el oro en la superficie del electrodo, emplearon curcumina.

Se usó curcumina para decorar las nanopartículas de oro para estabilizarlas, formando una red porosa alrededor de las nanopartículas. Los científicos, entonces, depositaron la nanopartícula de oro de curcumina en la superficie del electrodo a una corriente eléctrica 100 veces menor que en estudios anteriores.

Sin el recubrimiento de curcumina, las nanopartículas de oro se aglomeran, reduciendo el área superficial expuesta a la reacción química.

“Necesitamos este recubrimiento para estabilizar y crear un ambiente poroso alrededor de las nanopartículas, y luego hacen un excelente trabajo con la oxidación del alcohol”, dijo el investigador Apparao Rao en un comunicado de prensa.

“Hay un gran impulso en la industria para la oxidación del alcohol. Este descubrimiento es un excelente facilitador para eso. El siguiente paso es escalar el proceso y trabajar con un colaborador industrial que realmente pueda fabricar las celdas de combustible y construir pilas de celdas de combustible para la aplicación real”.

Fuentes:
www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522000519
www.mining.com/turmeric-extract-combined-with-gold-help-create-greener-more-efficient-fuel-cells/

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Tomado de https://elhorticultor.org/