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Energía
Avanzando Hacia las Nuevas
Energías Mediante la Electroquímica
27 de
Septiembre de 2007.
 En
un esfuerzo por desarrollar fuentes de energías alternativas como
células de combustible y "combustible solar" por medio de fotosíntesis
artificial, varios equipos de científicos del Laboratorio Nacional de
Brookhaven están trabajando meticulosamente con los electrones en
ámbitos como el de los catalizadores, y ya han conseguido algunos
resultados prometedores.
 Menéame
James Muckerman trabaja con un equipo de investigadores para diseñar
catalizadores inspirados en la fotosíntesis, el proceso natural por el
que las plantas verdes convierten la luz solar, el agua, y el dióxido de
carbono, en oxígeno e hidratos de carbono. La meta es diseñar un sistema
inspirado en la biología, capaz de producir combustibles como el metanol
o el hidrógeno directamente del dióxido de carbono o el agua
respectivamente, utilizando la energía solar, un recurso renovable.
Para reproducir uno de los pasos importantes en la fotosíntesis natural,
Muckerman utiliza complejos moleculares que contienen el metal rutenio,
como catalizador para impulsar la conversión del agua en oxígeno,
protones, y electrones. En concreto, el grupo de Muckerman está
trabajando para determinar la actividad electrónica de un catalizador
recientemente desarrollado en Japón. A diferencia de catalizadores
anteriores de rutenio que tienen una vida muy corta, el nuevo parece ser
muy activo y estable. El desafío es determinar con exactitud cómo
funciona el catalizador. Los resultados de esta vía de investigación
podrían brindar una nueva orientación para el diseño de futuros
catalizadores.
Utilizando las moléculas orgánicas como componentes electrónicos en los
dispositivos de tamaño nanométrico, se podrían conseguir varios
progresos tecnológicos, incluyendo circuitos minúsculos para mejorar las
células solares. Uno de los aspectos más importantes en este campo es el
funcionamiento del contacto entre la molécula y el metal, y la
transferencia de electrones que se produce entre ambos. Con esta idea en
mente, Marshall Newton y el antiguo investigador del Brookhaven, Vasili
Perebeinos, estudiaron la actividad electrónica involucrada en el
autoensamblaje de moléculas orgánicas encapsuladas en azufre y
depositadas sobre una superficie de oro. Sus resultados fueron
sorprendentes. Por regla general, una actividad eléctrica grande
involucra cargas que se mueven desde o entre la parte orgánica y la
superficie del metal. Pero en este caso, la reestructuración electrónica
se lleva a cabo internamente durante el proceso de unión de todas estas
cadenas orgánicas antes de que estén en contacto con el metal.
El platino es el metal electrocatalítico más eficiente para acelerar las
reacciones químicas en las células de combustible. Sin embargo, las
reacciones producidas por el caro metal son lentas, y a menudo se
desencadenan reacciones secundarias indeseadas que degradan el
electrodo. En un esfuerzo por encontrar una alternativa más atractiva
económicamente, con alta actividad y estabilidad, la química Ping Liu y
su grupo de investigación están introduciendo óxido de rutenio en el
sistema electrónico. Formando cuidadosamente una capa delgada de platino
sobre una superficie de óxido de rutenio, Ping ha calculado que la
reacción de oxidación-reducción (la "fuerza motriz" de las células de
combustible) se realiza casi tan rápido como con el catalizador de
platino puro, utilizando mucho menos del caro metal e impidiendo su
disolución.
Información adicional en:
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