Un equipo de investigadores del Instituto de Nanomateriales de Clemson (EE.UU.) y del Instituto de Enseñanza Superior Sri Sathya Sai (India) han combinado la curcumina, sustancia que contiene la cúrcuma, y nanopartículas de oro para crear un electrodo que requiere 100 veces menos energía que el hidrógeno al convertir el etanol en electricidad.
Según los investigadores, de todos los catalizadores para la oxidación de alcohol en medio alcalino que existen, el que ellos prepararon es el mejor hasta ahora, por lo que su hallazgo podría allanar el camino para sustituir el hidrógeno como materia prima de las pilas de combustible.
Las pilas de combustible de hidrógeno son eficientes y no producen gases de efecto invernadero, y aunque es el elemento químico más común en el universo, normalmente debe derivarse de los combustibles fósiles, por lo que la extracción limpia del vector energético aumenta el costo de las pilas de combustible.
Por otra parte, el hidrógeno utilizado en las pilas de combustible es un gas comprimido, lo que plantea problemas de almacenamiento y transporte, mientras que el etanol, un alcohol fabricado a partir de maíz u otros alimentos de origen agrícola, es más seguro y fácil de transportar al ser un líquido, señalan los científicos.
«Para convertirlo en un producto comercial en el que podamos llenar los tanques con etanol, los electrodos tienen que ser muy eficientes. Al mismo tiempo, no queremos electrodos muy caros ni sustratos poliméricos sintéticos que no sean ecológicos, porque eso anula todo el propósito. Queríamos buscar algo ecológico para el proceso de generación de la pila de combustible y su fabricación», indicó Lakshman Ventrapragada, uno de los investigadores.
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Curcumina como estabilizador
Las pilas de combustible utilizan ampliamente el platino como catalizador, pero además de ser costoso, el platino se envenena debido a los productos intermedios de la reacción, como el monóxido de carbono.
Por ello, los investigadores utilizaron oro como catalizador y, en lugar de utilizar polímeros conductores u otros materiales complejos para depositar el oro en la superficie del electrodo, emplearon curcumina.
La curcumina se utilizó para decorar las nanopartículas de oro y estabilizarlas, formando una red porosa alrededor de las nanopartículas. A continuación, los científicos depositaron la nanopartícula de oro con curcumina en la superficie del electrodo a una corriente eléctrica 100 veces menor que en estudios anteriores.
Sin el recubrimiento de curcumina, las nanopartículas de oro se aglomeran, reduciendo la superficie expuesta a la reacción química. «Necesitamos este recubrimiento para estabilizar y crear un entorno poroso alrededor de las nanopartículas, que hacen un gran trabajo con la oxidación», dijo el investigador Apparao Rao.
«Hay un gran impulso en la industria para la oxidación del alcohol. Este descubrimiento es un excelente elemento para ello. El siguiente paso es ampliar el proceso y trabajar con un colaborador industrial que pueda fabricar realmente las pilas de combustible y construir pilas de combustible para la aplicación real»
Apparao Rao, investigador del Instituto de Enseñanza Superior Sri Sathya Sai
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Redacción | Antonio Vilela
