viernes, 23 de noviembre de 2012

Electroquímica controlada con un electrodo de plasma

Ingenieros de la Case Western Reserve University han creado una célula electroquímica que usa plasma como electrodo, en vez de piezas sólidas de metal. Esta tecnología abre nuevas vías para el diseño de baterías y células de combustible, así como la manufacturación de hidrógeno y la síntesis de nanomateriales y polímeros.

Los plasmas formas en condiciones ambientales son normarlmente chispas sin control, inestables y destructivas. Ahora han desarrollado una fuente de plasma que es estable a temperatura ambiente y presión atmosférica, lo cual permite estudiar y controlar la transferencia de electrones a través del interfaz de plasma y una solución electrolítica.

El grupo usó una configuración tradicional con su electrodo no tradicional. Rellenaron una célula electroquímica, en esencia dos frascos de cristal unidos por un tubo de cristal, con una solución electrolítica de cloruro de potasio y ferricianuro potásico. Para el cátodo, se bombeó gas argón a través de un tubo de acero inoxidable colocado a corta distancia sobre la solución. Entonces se forma un microplasma entre el tubo y la superficie. El ánodo es una pieza de plata o cloruro de plata. Cuando la corriente pasa a través del plasma, los electrones reducen el ferrocianuro.

Monitorizándolo con espectrofotometría ultravioleta visible, se mostró que la solución se redujo a una velocidad relativamente constante y que cada molécula de ferrocianuro era reducida a una sola molécula de ferrocianuro. Cuando se aumentó la corriente, la velocidad de reducción se incrementó, y probnado ambos electrodos, se motró que no había pérdida de corriente.

Los investigadores, sin embargo, observaron dos inconvenientes. Solo uno de cada veinte electrones transferidos desde el plasma estaban involucrados en la reacción de reducción. Se especula que los electrones perdidos estaban convirtiendo hidrógeno del agua en moléculas de hidrógeno, o que otras reacciones no monitorizadas estaban teniendo lugar. Adicionalmente, la potencia necesaria para forma el plasma e inducir las reacciones electroquímicas era sustancialmente mayor que el requerido para inducir la reacción con cátodos de metal.

Se está investigando si el electrodo de plasma puede reemplazar a los tradicionales donde estos últimos se quedan cortos, desde convertir hidrógeno en el agua en gas hidrógeno a gran escala para reducir el CO2 a combustibles útiles y compuestos químicos cómodos como el etanol.

Via sciencenewsline

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