Pesquisadores japoneses inovaram um método “one-pot” para produzir nanofolhas de paládio, oferecendo melhorias significativas na eficiência energética e na atividade catalítica. Este avanço na nanotecnologia poderá transformar o uso do paládio em diversas indústrias, marcando um passo significativo em direção a soluções energéticas mais sustentáveis. Crédito: Minoru Osada
Uma equipe do Instituto de Materiais e Sistemas Futuros da Universidade de Nagoya, no Japão, inovou uma nova técnica “one-pot” para criar nanofolhas usando metais menos raros. Esse avanço promete tornar o processo de geração de energia mais ecologicamente correto. As descobertas foram publicadas recentemente na revista ACS Nano.
A produção de energia limpa é importante porque ajuda a reduzir o aquecimento global e contribui para a construção de uma sociedade neutra em carbono. Uma fonte potencial de energia limpa utiliza catalisadores de hidrogênio, como o paládio (Pd). As indústrias usam Pd na eletrólise para separar a água em hidrogênio e oxigênio. Posteriormente, o hidrogênio nas células de combustível é usado para criar eletricidade. O único subproduto é a água.
Avanços em Nanotecnologia
O Pd é comumente usado na forma esférica de ‘nanopartículas’ para uso como catalisador. No entanto, uma superfície mais plana e fina utilizaria menos metais preciosos e aumentaria a área superficial disponível para a reação.
Minoru Osada em Universidade de Nagoia e seu grupo de pesquisa desenvolveram uma nova maneira de fazer nanofolhas de Pd. Eles o chamaram de “método de pote único” porque pode ser feito em uma única garrafa de vidro. As folhas resultantes eram tão finas (1~2 nm) que podem ser comparadas ao tamanho de uma única molécula ou ADN fio.
O Método “Pote Único”
De acordo com Osada, “Nosso método recém-desenvolvido é um processo seguro, simples e que economiza energia. As nanofolhas podem ser sintetizadas a uma temperatura baixa de 75°C em uma única hora, sem nenhum recipiente de reação especial. Embora o método de síntese convencional tenha dificuldade em sintetizar nanofolhas com espessura e tamanho uniformes, nosso método de recipiente único pode fazer isso facilmente.”
Essas nanofolhas oferecem grandes melhorias em relação à tecnologia existente. “Nossas nanofolhas 2D têm 2,8 vezes mais área de superfície do que as nanopartículas esféricas devido ao seu formato semelhante a uma folha”, disse Osada. “Eles tiveram mais do dobro da atividade catalítica da geração atual de catalisadores de evolução de hidrogênio em testes de desempenho.”
Dado que as reações de hidrogénio são importantes para muitas indústrias, esta investigação promete ter um impacto transformador. Osada expressou esperança de que as novas nanofolhas de Pd sejam utilizadas não apenas em energia renovável, mas também em uma ampla gama de indústrias. “Até o momento, as nanopartículas de Pd têm sido amplamente utilizadas como importantes catalisadores para diversas reações químicas, desde a purificação de gases até a síntese farmacêutica. As nanofolhas de Pd podem potencialmente substituir os catalisadores convencionais de Pd e revolucionar esses processos.”
Referência: “Síntese fácil de nanofolhas de Pd e implicações para atividade catalítica superior” por Sumiya Ando, Eisuke Yamamoto, Makoto Kobayashi, Akichika Kumatani e Minoru Osada, 6 de novembro de 2023, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c07861
