Catalisadores de platina têm rendimento aumentado em quatro vezes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/05/2007

Quando se fala em catalisadores, imediatamente outra palavra vem à mente: platina. Esse metal nobre, juntamente com seus vizinhos na tabela periódica, que juntos compõem o chamado "grupo da platina", são os melhores catalisadores que existem. São largamente utilizados industrialmente, da indústria química aos escapamentos de automóveis.

Nano-cristais de platina

As células a combustível, as grandes motivadoras de uma propalada era do hidrogênio, onde a energia elétrica para alimentar automóveis e residências será gerada produzindo apenas água como sob-produto, também precisam de platina para otimizar suas reações.

A pergunta que fica é: haverá platina para tanto? O que aconteceria se fosse necessário produzir células a combustível em massa, para equipar, por exemplo, todos os automóveis do planeta? Há muitas controvérsias sobre o assunto.

Agora, cientistas chineses e norte-americanos, trabalhando conjuntamente, fizeram uma descoberta que poderá solucionar esse dilema. Eles produziram uma nova forma cristalina da platina cuja atividade catalítica é até quatro vezes mais alta do que os catalisadores de platina disponíveis comercialmente.

Mineração de platina

É mais ou menos como se, de repente, tivessem sido descobertas minas de platina que multiplicassem por quatro as reservas disponíveis do metal. Ao invés disso, os cientistas utilizaram uma nova técnica para gerar nanocristais de platina com 24 faces, ampliando enormemente a área disponível do metal para funcionar como catalisador, assim como sua atividade.

"Se estamos querendo ter uma economia do hidrogênio, nós precisaremos de melhores catalisadores," diz o professor Zhong Lin Wang. "Este novo formato de nanopartículas catalisadoras de platina aumentam enormemente sua atividade. Esta pesquisa demonstra um novo método para produzir nanocristais metálicos com superfícies de alta energia."

Os nanocristais foram produzidos eletroquimicamente a partir de nanoesferas de platina colocadas sobre um substrato de carbono. As dimensões dos cristais podem ser ajustadas variando-se o número de ciclos de "ondas quadradas" da corrente elétrica utilizada.

Reciclagem

Os nanocristais de platina disponíveis comercialmente têm o formato de cubos, tetraedros e octaedros. São o que se chama de lapidações de baixo índice, caracterizados pelos números {100} ou {111}. As superfícies de alto índice são muito mais vantajosas pela sua alta atividade catalítica - mas, até agora, ninguém havia conseguido sintetizar nanocristais de platina com essas superfícies.

Os cientistas chineses e norte-americanos conseguiram criar cristais caracterizados pelas facetas {210}, {730} ou {520}, que permanecem estáveis a temperaturas de até 800 graus Celsius. A alta estabilidade permitirá que o material seja reciclado após o uso.

"Na pesquisa com nanopartículas duas coisas são importantes: o controle do tamanho e controle do formato," explica Wang. "Do ponto de vista da pureza, nós fomos capazes de obter uma produção de nanocristais cujo formato foi realmente uma surpresa." Quanto ao tamanho, a nova técnica permite um ajuste tão preciso que os nanocristais variam apenas 4,5% a partir da dimensão originalmente projetada.

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