Dois metais podem formar uma liga mais durável e entre duas a cinco vezes mais eficiente do que os catalisadores comerciais utilizados em células a combustível. A descoberta do catalisador bimetálico foi feita por uma equipa de trabalho da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, liderada por Younan Xia.
O catalisador bimetálico é construído a partir de um núcleo de paládio que serve uma espécie de "tronco" a partir do qual se desenvolvem "galhos" de platina. O núcleo mede 9 nanómetros de comprimento e cada ramo de platina mede sete nanómetros. O nome técnico desta estrutura é nanodendrito bimetálico. A técnica é inovadora porque nanopartículas destas dimensões tendem a aglomerar-se e formar grumos, deteriorando um elemento chave no desempenho de um catalisador - a sua área superficial.
O cultivo desta "árvore catalisadora" é feito num banho em que os compostos de paládio e platina são dissolvidos numa solução aquosa com uma baixa concentração de ácido ascórbico, a conhecida vitamina C. Depois de se automontar, a estrutura é robusta, estável e a estrutura em galhos garante a grande área superficial necessária a qualquer catalisador.
«Há duas formas para se fazer um catalisador melhor: uma é controlar o tamanho, tornando-o menor, o que dá ao catalisador uma grande área superficial específica em relação à sua massa. Outra é mudar o arranjo dos átomos na superfície. Nós fizemos as duas coisas», explica Xia. O arranjo a que o pesquisador se refere é a disposição hexagonal dos átomos, que foi escolhida porque se mostrou duas vezes melhor do que o arranjo quadrado para induzir a reacção de redução do oxigénio.
O governo norte-americano estabeleceu uma série de parâmetros para o desenvolvimento da Economia do Hidrogénio, na qual as células a combustível representam um elemento essencial. Um desses parâmetros estabelece a diminuição da quantidade de metais preciosos noscatalisadores das células a combustível para o equivalente a 25 por cento da quantidade utilizada hoje. Embora utilize o paládio, outro metal precioso, o rendimento do novo catalisador bimetálico é tão grande que, mantendo o mesmo rendimento eléctrico da célula, este já se aproxima da marca estabelecida.
Fonte: Pd-Pt Bimetallic Nanodendrites with High Activity for Oxygen ReductionByungkwon Lim, Majiong Jiang, Pedro H. C. Camargo, Eun Chul Cho, Jing Tao, Xianmao Lu, Yimei Zhu, Younan Xia
Science, May 2009
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