Os nanotubos de carbono andaram um tanto eclipsados por seu primo plano, o grafeno, mas os cientistas não pararam de encontrar potenciais novos usos para eles.
Uma descoberta particularmente promissora acaba de ser realizada por cientistas da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos.
Embora haja um grande esforço para fabricar nanotubos de carbono de
alta pureza e estruturalmente perfeitos, Hongjie Dai e seus colegas
descobriram que, com as impurezas e os defeitos adequados, os pequenos
tubos podem substituir a caríssima platina no papel de catalisador.
"Desenvolver uma alternativa de baixo custo para a platina tem sido
um dos maiores objetivos das pesquisas por várias décadas, disse o Dr.
Dai. "A platina é muito cara, tornando impraticável a comercialização de
soluções em larga escala [baseadas no metal]."
O catalisador de nanotubo de carbono poderá ser usado em células a combustível e em um tipo promissor de bateria a ar, que promete superar as atuais baterias de lítio.
Nanotubos de carbono de parede múltipla
Os pesquisadores usaram nanotubos de carbono de parede múltipla,
formados por dois ou três nanotubos colocados uns dentro dos outros.
Eles descobriram que a criação de defeitos na parede do nanotubo mais
externo, enquanto os nanotubos internos permanecem intactos, melhora
sua atividade catalítica sem interferir com sua capacidade de conduzir
eletricidade.
"Os defeitos são realmente importantes para formar sítios de
catálise, tornando o nanotubo muito ativo para reações catalíticas,"
disse Yanguang Li, responsável pelos experimentos.
Como não dá para limar nanotubos de carbono, os pesquisadores
mergulharam-nos em uma solução química que desdobra porções do nanotubo
externo, essencialmente criando pequenas lascas de grafeno que se
projetam para fora e para dentro, travando os nanotubos internos.
O tempero final veio com pitadas de ferro e nitrogênio, aumentando a
função catalisadora do nanotubo. Como os tubos internos não sofrem
defeitos estruturais, eles mantêm a capacidade de condução de energia.
Similar a platina e paládio
"Nós descobrimos que a atividade catalítica dos nanotubos é muito
próxima à da platina. Essa elevada atividade e a estabilidade da
estrutura torna-a promissora para o uso em células a combustível," disse
Li.
O grupo já enviou amostras de seus catalisadores de nanotubos para
que equipes que trabalham com células a combustível e tipos inovadores
de baterias avaliem seu rendimento.
"As baterias de lítio-ar são promissoras por causa de sua densidade
ultra-alta de energia, que é mais de 10 vezes superior à das melhores
tecnologias atuais de íons de lítio," disse Dai.
"Um dos obstáculos para seu desenvolvimento tem sido a falta de um catalisador
de alto desempenho e baixo custo. Os nanotubos de carbono são uma
excelente alternativa à platina, ao paládio e outros catalisadores de
metais preciosos agora em uso," concluiu.
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