O novo catalisador é um composto formado por uma ftalocianina de ferro ancorada em nanotubos de carbono de parede única. [Imagem: UNIST]
Catalisador bioinspirado
Um catalisador que supera a eficiência da platina e, de quebra, ainda é muito barato?
É o que garantem ter feito Ruiguo Cao e seus colegas do Instituto Nacional Ulsan, na Coreia do Sul.
Em um artigo publicado na revista Nature Communications, o grupo apresenta um novo eletrocatalisador composto cuja inspiração foi tirada da natureza.
Os eletrocatalisadores para redução de oxigênio são componentes críticos e capazes de melhorar dramaticamente o desempenho das células a combustível e das baterias metal-ar, que são tidas como a solução para os veículos elétricos.
Atualmente, a platina e suas ligas são os catalisadores mais eficientes para a ativação da reação de redução de oxigênio. No entanto, sua utilização é limitada devido ao seu alto custo e reservas escassas.
O novo catalisador é um composto formado por uma ftalocianina de ferro ancorada em nanotubos de carbono de parede única.
O projeto do composto foi inspirado em um arranjo estrutural de moléculas naturais, conhecido como macrociclo aromático.
As maiores beneficiárias da nova tecnologia deverão ser as promissoras baterias metal-ar e alguns tipos de células a combustível. [Imagem: UNIST]
Eixo de nanotubo
Além de dar suporte às moléculas FePc e fornecer o eixo para o centro de ferro, os nanotubos de carbono funcionam como uma via rápida para a transferência de elétrons para os pontos ativos da reação de redução do oxigênio.
Os testes mostraram que o novo catalisador tem uma atividade eletrocatalítica para a reação de redução do oxigênio superior aos catalisadores Pt/C estado da arte, assim como uma durabilidade excepcional, alcançando mais de 1.000 ciclos de operação.
“Eu acredito que os catalisadores FePc-Py-CNT são candidatos tecnologicamente promissores para aplicações práticas em baterias de metal-ar e células de combustível alcalinas,” disse o Professor Jaephil Cho, orientador do estudo.
“O desempenho otimizado destes catalisadores bioinspirados em macrociclos aromáticos fornece insights importantes para o projeto racional de catalisadores macrociclos de metal para outras aplicações, como a coleta [de energia] solar e catalisadores para outras reações redox,” concluiu o pesquisador.
Bibliografia:
Promotion of oxygen reduction by a bio-inspired tethered iron phthalocyanine carbon nanotube-based catalyst
Ruiguo Cao, Ranjit Thapa, Hyejung Kim, Xiaodong Xu, Min Gyu Kim, Qing Li, Noejung Park, Meilin Liu, Jaephil Cho
Nature Communications
Vol.: 4, Article number: 2076
DOI: 10.1038/ncomms3076
Autor: Inovação Tecnológica
