Cientistas da Tomsk Polytechnic University (TPU) desenvolveram uma tecnologia única para obter um material promissor, carboneto de tungsténio cúbico de alta pureza, que será capaz de substituir os caros catalisadores de platina e reduzir o custo de produção de hidrogénio combustível.
O hidrogénio é amplamente utilizado na refinação do petróleo e na produção de fertilizantes. É também um combustível ecologicamente correto que produz água limpa quando queimado. O custo de produção do hidrogénio afeta diretamente o desenvolvimento da energia, é por isso que muitas equipas de pesquisa em todo o mundo estão procurando uma maneira de substituir os catalisadores tradicionais e muito caros do grupo da platina por novos materiais.
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Cientistas encontram uma maneira de produzir hidrogénio 25 vezes mais eficiente
O carboneto de tungsténio cúbico de alta pureza é um material promissor para isso. Segundo os cientistas, é muito difícil de obter em condições normais e sua síntese requer uma temperatura de cerca de 3000 ° C e uma alta taxa de arrefecimento. Uma equipe de pesquisa liderada por Alexander Sivkov, Doutor em Ciências Técnicas, Professor da TPU, conseguiu obter este material de alta pureza (até 95%) com uma instalação científica única, um acelerador de magnetoplasma coaxial.
A instalação permite que se alcancem altas temperaturas e arrefecimento rápido, usando jatos de plasma ultra rápidos. As matérias-primas utilizadas são o pó de tungsténio e negro de fumo, disponíveis e relativamente baratos, que são colocados num acelerador. Quando o jato de plasma entra na câmara de trabalho, os pós são convertidos em carboneto de tungsténio cúbico numa reação química de plasma.
De acordo com Ivan Shanenkov, Professor Associado da Divisão TPU para Engenharia Elétrica e de Energia, os recursos da síntese dinâmica de plasma (criação de jatos de plasma ultra rápidos de mais de três quilómetros por segundo, alta taxa de arrefecimento e natureza pulsante do processo com duração inferior a um milissegundo) permite que partículas de carboneto de tungsténio cúbicas de tamanho nanométrico (menos de 70 nanómetros) sejam formadas em conchas de carbono.
"Tais estruturas são utilizadas com sucesso na reação de obtenção de hidrogénio da água por eletrocatálise. Isso vai minimizar o uso de metais nobres do grupo da platina, raros e caros", disse.
De acordo com o cientista, várias equipes de investigação em todo o mundo estão empenhadas na síntese de materiais compostos à base de carboneto de tungsténio cúbico. O método de síntese plasmo dinâmica permitiu superar a maioria das limitações associadas à obtenção desse material.
Cientistas da TPU, juntamente com investigadores da Universidade Jilin e da Universidade Qingdao (China), confirmaram o alto potencial do uso desse material para produzir hidrogénio eletrocataliticamente.
Num futuro próximo, os cientistas querem aprender como controlar as características do material para aumentar ainda mais sua atividade catalítica e abandonar completamente o uso de metais nobres e caros.
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Referencia//SputnikNews
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