Catalizadores de metales nobles promovidos por cobalto para la generación eficiente de hidrógeno a partir de la...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Catálisis
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• El amoniaco borano (AB) es un material prometedor para el almacenamiento de hidrógeno químico.
• Los catalizadores eficientes, rentables y estables son cruciales para la hidrólisis AB y la generación práctica de hidrógeno.
• Los catalizadores actuales se enfrentan a limitaciones en el rendimiento y la estabilidad.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos catalizadores bimetálicos para la mejora de la generación de hidrógeno a partir de la hidrólisis del amoniaco borano (AB).
• Investigar la actividad catalítica y la estabilidad de estos nuevos materiales.
• Comprender los efectos sinérgicos entre los metales para mejorar el rendimiento.

Principales métodos:

• Se empleó una estrategia de reducción gradual para sintetizar especies bimetálicas en soportes de óxido metálico.
• Varios metales nobles (Pt, Rh, Ru, Pd) se combinaron con las especies de cobalto (Co).
• Se utilizaron cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT) para dilucidar los mecanismos de reacción.

Principales resultados:

• La introducción de Co mejoró significativamente la actividad catalítica de los metales nobles en la hidrólisis AB.
• El catalizador optimizado Pt$_{0.1\%}$Co$_{3\%}$/TiO$_{2}$ logró una alta frecuencia de rotación (TOF) de 2250 mol$_{H}$ mol$_{Pt}$^{-1}$ min$^{-1}$.
• El catalizador Pt$_{0,25%}/TiO$_{2}$ demostró una excelente estabilidad con un volumen de negocios (TON) de hasta 215.236.

Conclusiones:

• Los catalizadores bimetales, en particular los que incorporan Co, ofrecen un rendimiento superior para la hidrólisis AB.
• La sinergia entre las especies Pt y CoO mejora la activación de la molécula de agua y la evolución del hidrógeno.
• Estos catalizadores presentan una solución prometedora y de bajo costo para el almacenamiento práctico de hidrógeno químico.