es.wedoany.com Noticia: Un equipo de investigación surcoreano ha desarrollado una nueva estrategia de diseño de catalizadores que, sin alterar la estructura química del propio catalizador, mejora significativamente la eficiencia de reacciones clave en baterías y pilas de combustible de hidrógeno mediante la regulación del campo eléctrico circundante.
El estudio fue liderado por el profesor Seung Jun Hwang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) y el profesor Jaeyune Ryu de la Universidad Nacional de Seúl (Seoul National University). Tradicionalmente, mejorar el rendimiento de un catalizador requiere modificar su metal central (como hierro, cobalto o níquel) o rediseñar la estructura molecular circundante (ligandos). El equipo optó por un enfoque diferente: manteniendo prácticamente inalterado el catalizador, generaron un campo eléctrico local colocando iones con carga positiva (cationes) cerca de él, influyendo así en la ruta de reacción.
El núcleo de la investigación es la reacción de reducción de oxígeno (ORR), un proceso electroquímico clave para la generación de electricidad en pilas de combustible de hidrógeno y baterías de metal-aire, cuya eficiencia está directamente relacionada con el consumo energético de los dispositivos. Los datos experimentales muestran que, tras introducir el campo eléctrico, la proporción de la ruta de reacción objetivo aumentó drásticamente de aproximadamente el 12% hasta un 52%, lo que implica una mayor eficiencia de reacción y un menor requerimiento energético.
El profesor Seung Jun Hwang señaló que este estudio demuestra que, simplemente alterando el entorno del campo eléctrico alrededor del catalizador, es posible controlar con precisión las características de la reacción sin modificar la estructura del catalizador en sí. El equipo de investigación considera que este hallazgo redirige la atención de los investigadores desde la estructura del catalizador hacia su entorno de trabajo, abriendo una nueva dirección en la ingeniería de catalizadores.
El impacto de este método podría ir más allá del almacenamiento de energía y el hidrógeno. El equipo prevé que el mismo principio podría aplicarse a catalizadores utilizados en procesos como la conversión de dióxido de carbono y la producción de hidrógeno ecológica. Si esta estrategia logra escalarse y aplicarse a diferentes sistemas catalíticos, podría mejorar el rendimiento de múltiples tecnologías de energía limpia sin necesidad de desarrollar nuevos materiales catalíticos. Los resultados de la investigación han sido publicados en el Journal of the American Chemical Society.
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