Científicos de la Universidad de Stanford en California y del KAIST en Corea del Sur han creado una innovación con nanopartículas pentametálicas de cinco metales. El hallazgo es que tiene un rendimiento superior, ya que agrupa cinco metales, lo que genera implicaciones directas para la producción de hidrógeno limpio y ayuda a la transición energética a nivel global. Además, es una innovación con aplicación en ciencia y tecnología que puede transformar a la industria.
Método controlado para la creación de nanopartículas pentametálicas estables
La conversión de nanopartículas con metales es un proceso complicado, ya que los metales tienen diferentes estructuras y reacciones, por lo que se suele hacer de a uno. Sin embargo, los científicos descubrieron un método para aumentar el rendimiento, minimizar costos y optimizar la síntesis, agrupando cinco metales en nanopartículas.
A través de semillas de rutenio, depositan metales adicionales para crear una mezcla con cinco metales (rutenio, hierro, cobre, níquel y cobalto). Para sorpresa de los científicos, lograron generar una nanopartícula estable y uniforme que les permite mejorar la producción de hidrógeno limpio y otras aplicaciones industriales.
Impulso a la producción de hidrógeno limpio y eficiencia energética
Este hallazgo facilita la obtención del hidrógeno limpio por medio de la reacción química, al igual que sucede con las reacciones químicas en tiempo real mediante tecnología de rayos X y algoritmos. Al crear una incorporación de níquel, cobalto y finalmente hierro, la estructura es más ordenada y estable al mezclarse con el cobre y rutenio.
Al fusionar en conjunto, se forman capas microscópicas, similares a las capas de una cebolla, que se encuentran distribuidas de forma uniforme y hacen que los metales se mezclen a pesar de sus diferencias. Es decir, crea un orden dentro del caos que implica la combinación de esos cinco metales.
Una de las implicaciones más relevantes es el impulso a la producción del hidrógeno, ya que el catalizador pentametálico facilita la descomposición del hidrógeno hasta cuatro veces mayor que los métodos comunes. Por lo tanto, se facilita la producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno renovable y limpio, lo que optimiza la transición de energías sustentables.
Por otra parte, al degradarse en altas temperaturas de hasta 900 °C, el consumo de energía es menor. Es decir, sin tanto consumo de energía, se necesitarán menos materiales y se reducen los costos operativos en las industrias. Es un avance que disminuye la dependencia de metales de alto costo para procesos químicos.
Avance con grandes beneficios industriales
Lo inspirador de esta innovación es que implica diversos beneficios industriales y tecnológicos para mejorar procesos a futuro. Una producción química estable y sostenible facilita la generación de los fertilizantes y combustibles limpios.
En las implicaciones tecnológicas, al fusionar cinco metales en un nanocristal estable, se mantiene control atómico que facilita el diseño de materiales multimetálicos para innovar en catalizadores, sensores y electrónica de alta precisión. Por supuesto, otro de los beneficios industriales más relevantes es la disminución de recursos escasos y costosos que se requieren para este tipo de procesos.
Al contar con los cinco metales por medio de nanopartículas estables, se favorece a una economía circular más sostenible y ahorrativa en costos. Más allá de la producción del hidrógeno limpio, también funciona para fertilizantes, así como para nuevos catalizadores inteligentes y adaptativos.
La lección con el descubrimiento de las nanopartículas pentametálicas es que la complejidad agregada al caos no siempre genera mayores problemas; puede estabilizarlos. Al igual que esta tecnología que cambiará el futuro de la humanidad con «líquidos» y posibilidades infinitas, los hallazgos científicos permiten que la tecnología avance hacia herramientas más eficientes, ahorrativas en costos y sostenibles en el tiempo.