Investigadores de la Universidad de Twente han demostrado cómo mejorar la eficiencia de la producción de hidrógeno en una configuración experimental. Demostraron que el orden magnético de las moléculas desempeña un papel fundamental.
En la búsqueda de hidrógeno verde, es fundamental el diseño de materiales catalizadores eficientes que aumenten la eficiencia y la velocidad de la reacción química que produce hidrógeno (verde). Teóricamente, varios estudios ya implicaban que las propiedades magnéticas del catalizador afectan esta eficiencia y velocidad. Sin embargo, la evidencia experimental de estas mejoras aún es escasa, especialmente en lo que respecta al papel de las propiedades magnéticas que existen sin campos magnéticos externos.
Alinear pequeños imanes
¡Hasta ahora! Los investigadores alinearon los «espines» magnéticos de los átomos en el catalizador mientras se producía la reacción. Vieron que alinear todos estos pequeños imanes aumentaba la velocidad de reacción. «Aunque trabajamos a escala fundamental, esta investigación puede tener implicaciones importantes para la producción eficiente de hidrógeno», dice la primera autora Emma van der Minne.
Para alinear los espines magnéticos mientras se desarrollaba la reacción, los investigadores utilizaron un enfoque simple. Van der Minne explica: “Disminuimos la temperatura durante la reacción. Al comparar los cambios en la velocidad de reacción durante esta disminución para dos catalizadores con un estado magnético diferente, encontramos que la actividad realmente aumenta por este llamado orden magnético. El hecho de que esto suceda incluso sin la aplicación de un campo magnético no estaba claro hasta ahora. Por tanto, nuestra investigación nos brinda nuevas formas de mejorar el diseño de catalizadores en la producción de hidrógeno a gran escala”.
Campo magnético externo
Pero eso no es todo. Los investigadores también descubrieron que si aplicaban un campo magnético externo, el catalizador hacía su trabajo aún mejor. La dirección de este campo magnético importaba. Tenía que alinearse perfectamente con las propiedades magnéticas del material. Comprender cómo tanto el magnetismo dentro del catalizador como su reacción a los campos magnéticos externos afectan las reacciones involucradas en la producción de hidrógeno nos acerca un paso más a un futuro más verde.
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