De acordo com pt.wedoany.com-A Universidade de Adelaide, em parceria com a Universidade Tohoku, a Universidade de Ciências de Tóquio e a Universidade Vanderbilt, desenvolveu um minúsculo catalisador composto por apenas 15 átomos de irídio, cuja atividade mássica é 1,5 vezes superior à dos catalisadores comerciais de irídio, apresentando também excelente durabilidade.
O hidrogénio verde é produzido através da eletrólise da água utilizando eletricidade renovável, separando-a em hidrogénio e oxigénio. A reação de evolução de oxigénio (OER) neste processo ocorre em ambientes altamente ácidos e corrosivos. O irídio é um dos poucos catalisadores capazes de suportar tais condições, mas o seu custo e disponibilidade são limitados, sendo o objetivo da investigação reduzir a quantidade de irídio utilizada, maximizando simultaneamente a atividade reacional. A produção de nanoclusters metálicos com precisão atómica é uma das formas de reduzir o uso de irídio, mas reduzir as partículas metálicas para 1 nanómetro aumenta a área superficial e os sítios ativos, enquanto o irídio, quando exposto ao ar, oxida-se facilmente, tornando-se instável.
Para superar a instabilidade, a equipa de investigação concebeu um método de redução por poliol utilizando etilenoglicol e um processo de troca de ligandos. Ao revestir o núcleo de átomos de irídio com moléculas de monóxido de carbono e trifenilfosfina, obtiveram nanoclusters de irídio compostos por 15 átomos, que permanecem altamente estáveis e resistentes à oxidação, mesmo quando sintetizados ao ar. Posteriormente, os investigadores fixaram os nanoclusters num suporte de negro de carbono, produzindo um catalisador sólido com um diâmetro médio de partícula de 0,9 nanómetros. Os testes mostraram que a atividade mássica deste material é cerca de 1,5 vezes superior à dos catalisadores comerciais tradicionais de irídio, podendo operar continuamente por mais de 20 horas sem perda significativa de desempenho. Análises adicionais revelaram que a ultra-miniaturização das partículas de irídio alterou as suas propriedades eletrónicas, tornando as reações químicas mais eficientes.
Yuichi Negishi, representante da Universidade Tohoku, afirmou que estas descobertas contribuirão para a produção de nanoclusters metálicos de elevado desempenho e boa relação custo-benefício, para enfrentar os desafios energéticos e ambientais globais. Os resultados da investigação foram publicados no Journal of the American Chemical Society.
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