Micromotors impulsats per piles d'hidrogen

Les piles de combustible d'hidrogen prometen vehicles la única emissió dels quals és aigua. Però el seu aspecte s'ha vist obstaculitzat pels desafiaments d'emmagatzematge de gas d'hidrogen. Ara els investigadors diuen que els micromotors podrien ajudar els vehicles generant gas d'hidrogen a bord per tal de piles de combustible d'hidrogen d'energia.

Les cèl·lules de combustible d'hidrogen funcionen mitjançant la combinació d'hidrogen amb l'oxigen de l'aire per generar electricitat i vapor d'aigua. En lloc d'emmagatzemar gas hidrogen en tancs pressuritzats voluminosos, els científics han suggerit emmagatzemar el combustible en forma de líquids carregats amb sals que contenen hidrogen com ara borohidrur de sodi, que alliberen gas hidrogen quan s'exposa a un catalitzador de metall.

La majoria de catalitzadors que s'utilitzen per alliberar l'hidrogen a partir de borohidrur de sodi han arribat a la forma de qualsevol nanopartícula o pel·lícules primes. Però la velocitat i eficiència d'aquests sistemes d'alliberament d'hidrogen està limitant els catalitzadors per la mala barreja del combustible o l'acumulació dels subproductes de les reaccions catalítiques.

Ara els científics de la Universitat de Califòrnia, San Diego, expliquen que han resolt aquests problemes mitjançant l'ús de partícules de 20 micres d'ample, que actuen com a micromotors autopropulsats. Aquestes partícules trucades són anomenades Janus i tenen dues cares diferents, igual que el déu romà Janus; una banda està fet d'una pols de platí actiu catalíticament molt fi, mentre que l'altra està recoberta amb titani.

Quan aquestes micropartícules es submergeixen en una solució de borohidrur de sodi, els seus costats de platí reaccionen amb la sal hidrogen, mentre que els seus costats de titani romanen inactius. A mesura que el platí produeix gas d'hidrogen, aquest escapament empeny cada micropartícula a l'interior del fluid a una velocitat d'aproximadament 250 micròmetres per segon.

A mesura que aquests micromotors zip d'anada i tornada, han de mantenir la solució de borohidrur de sodi, alhora, els subproductes sòlids de les reaccions catalítiques no poden tenir suficient adherència per créixer en aquestes partícules errants. Això resulta en una taxa de generació d'hidrogen aproximadament nou vegades més ràpid que una pila de combustible amb nanopartícules catalítiques estàtiques convencionals.

Els investigadors van demostrar el seu concepte propulsant un petit cotxe model amb una pila de combustible d'hidrogen equipat amb les seves partícules Janus.



Font: IEEESpectrum