En nuestra sociedad hambrienta de energía, encontrar formas más baratas de producir y almacenar energía es una batalla constante. Los científicos ahora han ideado un método para usar el cobre como catalizador en la reacción diseñada para dividir el agua y producir hidrógeno en forma gaseosa. Una nuevaEl modelo explica las interacciones entre pequeños grupos de cobre utilizados como catalizadores de bajo costo en la producción de hidrógeno al descomponer las moléculas de agua.
Las nanopartículas de cobre dispersas en agua o en forma de recubrimientos tienen una gama de aplicaciones prometedoras, que incluyen lubricación, impresión por chorro de tinta, como sondas luminiscentes, explotan su actividad antimicrobiana y antifúngica, y en celdas de combustible. Otra aplicación prometedora es usar cobre comoun catalizador para dividir las moléculas de agua y formar hidrógeno molecular en forma gaseosa. En el corazón de la reacción, los complejos de cobre-agua se sintetizan en nanodropletas de helio ultrafrío como parte del proceso de producción de hidrógeno, según un reciente artículo publicado en EPJ D . Para sus autores, Stefan Raggl, de la Universidad de Innsbruck, Austria, y sus colegas, dividir el agua de esta manera es una buena manera de evitar dividir los pelos.
El trabajo anterior mostró que a nivel molecular, el agua oxida las nanopartículas de cobre hasta que su superficie esté saturada con moléculas que transportan hidrógeno llamados grupos hidroxilo. El trabajo teórico demostró además que una monocapa de agua, una vez adsorbida en las partículas de cobre, se convierte espontáneamenteuna media monocapa de hidróxido OH más la mitad de una monocapa de agua mientras libera gas hidrógeno.
En su estudio, Raggl y sus colegas sintetizaron complejos neutros de cobre y agua al dopar sucesivamente nanogotas de helio, que se mantienen a la temperatura ultra fría de 0,37 K en un estado denominado superfluido, con átomos de cobre y aguamoléculas. Estas gotas son ionizadas por electrones. Los autores muestran que la composición de los iones más prominentes depende de las presiones parciales de cobre y agua en la célula donde ocurre la reacción. Observan iones que contienen varios átomos de cobre y varias docenas de moléculas de agua.
Los autores reconocen que no pudieron observar directamente la formación de hidrógeno prevista porque su instrumento no está diseñado para detectar entidades eléctricamente neutras.
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