El nuevo nanomaterial proporciona una producción eficiente de hidrógeno: solo agregue luz

Los nuevos nanomateriales proporcionan una producción eficiente de hidrógeno: solo agregue luz.

Los desarrolladores del nuevo nanomaterial dijeron que un nuevo catalizador solo necesita luz para convertir el amoníaco en hidrógeno.

Hecho de materias primas económicas, el catalizador fue desarrollado por un equipo de la Universidad Rice en Texas. Syzygy Plasmonics Inc.y la Universidad de Princeton en Nueva Jersey.

El amoníaco líquido es fácil de transportar y contiene mucha energía, con un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno por molécula. El nuevo catalizador divide esas moléculas en gas hidrógeno, un combustible de combustión limpia, y gas nitrógeno, el componente más grande de la atmósfera terrestre. A diferencia de los catalizadores convencionales, no requiere calor. En cambio, recolecta energía de la luz, ya sea luz solar o LED de bajo consumo.

Los investigadores dijeron que los productores de productos químicos gastan miles de millones de dólares cada año en catalizadores térmicos, que son sustancias que aceleran las reacciones bajo un calentamiento intenso.

Noemí HalesUn coautor del estudio de Rice dijo:

Los metales de transición como el hierro son generalmente catalizadores térmicos pobres.

Este trabajo demuestra que pueden ser fotocatalizadores plasmónicos efectivos. También muestra que la fotocatálisis se puede realizar de manera eficiente utilizando fuentes de fotones LED de bajo costo. »

pedro nordlander, El coautor Rice agregó:

Este descubrimiento allana el camino para el hidrógeno sostenible y de bajo costo que se puede producir localmente en lugar de enormes plantas centralizadas.

Tras su descubrimiento en 2011 de partículas plasmónicas que producen electrones de alta energía y de vida corta llamados «portadores calientes», el equipo descubrió en 2016 que los generadores de portadores calientes pueden acoplarse con partículas catalizadoras para producir «reactores de aire» híbridos, donde una parte Cosecha energía de la luz y la otra parte usa la energía para impulsar reacciones químicas.

Halas, Nordlander y sus estudiantes y colaboradores han estado trabajando durante años para encontrar alternativas a los metales no preciosos tanto para la recolección de energía como para las mitades de la velocidad de reacción de los reactores de antena.

En su nuevo estudio, el equipo demostró que las partículas del reactor de antena hechas de cobre y hierro son muy eficientes en la conversión de amoníaco. El cobre captura la energía de la luz visible.

Syzygy obtuvo la licencia de la tecnología del reactor de antena de Rice, y el estudio involucró extensas pruebas de catalizadores en los reactores LED disponibles comercialmente de la compañía. En las pruebas de laboratorio de Rice, los catalizadores de cobre y hierro se iluminaron con láser, pero las pruebas de Syzygy mostraron que los catalizadores mantuvieron su eficiencia bajo iluminación LED y en una escala 500 veces mayor que la configuración del laboratorio.

«Este es el primer informe en la literatura científica que muestra que la fotocatálisis con LED puede producir grandes cantidades de gas hidrógeno a partir de amoníaco», dijo Halas. «Esto abre la puerta por completo a la sustitución de metales preciosos en la fotocatálisis plasmónica».

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