Especialistas em energia desenvolvem metal camaleão que imita o comportamento de diferentes metais

Uma equipe de especialistas liderada pela Universidade de Minnesota Twin Cities desenvolveu um dispositivo que altera eletronicamente um metal para se comportar como outro, permitindo que ele seja usado como catalisador para acelerar reações químicas. Conhecido como ‘condensador catalítico’, o gadget é o primeiro a mostrar que a modificação eletrônica de materiais alternativos para fornecer novos recursos pode resultar em um processamento químico mais rápido e eficiente. A inovação abre caminho para novas tecnologias baseadas em catalisadores de metais não preciosos para aplicações no armazenamento de energia renovável, produção de combustíveis renováveis ​​e produção de materiais sustentáveis.

No século passado, o processamento químico contou com o uso de certos materiais para incentivar a produção de produtos químicos e materiais que usamos todos os dias. Metais preciosos como paládio, platina, rutênio e ródio têm propriedades de superfície elétrica distintas. Eles são importantes para controlar reações químicas porque podem se comportar tanto como metais quanto como óxidos metálicos.

Esses materiais são caros e frequentemente escassos. Então, eles se tornaram um grande obstáculo para o avanço tecnológico. Os especialistas em energia usaram sua compreensão de como os elétrons se comportam nas superfícies para desenvolver esse método para modificar as características catalíticas de materiais alternativos. Adicionar e retirar elétrons de um material pode transformá-lo em um óxido metálico com propriedades semelhantes a outro.

A pesquisa tem sido Publicados online na revista JACS Au. A equipe detém uma patente provisória do gadget e está trabalhando com o Escritório de Comercialização de Tecnologia da Universidade de Minnesota.

Paul Dauenhauer, que liderou a equipe de pesquisa, disse que, embora os átomos não desejem ajustar seu número de elétrons, a equipe desenvolveu o condensador catalítico, que lhes permite ajustar o número de elétrons na superfície do catalisador. Dauenhauer é um MacArthur Fellow e professor de engenharia química e ciência de materiais na Universidade de Minnesota.

O ródio e o paládio contidos nos conversores catalíticos os tornam valiosos. O paládio é geralmente mais caro que o ouro.

O condensador catalítico move e estabiliza os elétrons na superfície do catalisador usando uma combinação de filmes em nanoescala. Este conceito usa uma nova técnica que combina metais e óxidos metálicos com grafeno para permitir o fluxo rápido de elétrons em superfícies químicas personalizáveis.

Dan Frisbie, professor e chefe do Departamento de Engenharia Química e Ciência de Materiais da Universidade de Minnesota, e membro da equipe de pesquisa, disse que o condensador catalítico é uma tecnologia de plataforma que pode ser usada em uma variedade de aplicações de fabricação.

Os pesquisadores pretendem continuar seu trabalho em condensadores catalíticos, aplicando-os a metais preciosos para resolver alguns dos problemas ambientais e de sustentabilidade mais urgentes.