Los investigadores han descubierto, en concreto, una forma novedosa de combinar curcumina, la sustancia de la cúrcuma, y nanopartículas de oro para crear un electrodo destinado a pilas de combustible de hidrógeno que requiere 100 veces menos energía para convertir eficientemente el etanol en electricidad, según explica en la revista científica Nano Energy Apparao Rao, director fundador de CNI y profesor de física en la Facultad de Ciencias.
Si bien el hidrógeno es el elemento químico más común en el universo, en la Tierra solo se presenta en forma compuesta con otros elementos en forma líquida, gaseosa o sólida; y de momento se obtiene, fundamentalmente, de combustibles fósiles, como el gas natural. Además, el hidrógeno utilizado en las pilas de combustible es un gas comprimido, lo que crea desafíos para su almacenamiento y transporte.
El bioetanol obtenido a partir de residuos de origen agrícola es más seguro y fácil de transportar que el hidrógeno ya que es un líquido, y es en este producto en el que los investigadores han centrado su trabajo. En concreto, en el ánodo de la pila de combustible, donde se oxida el etanol (u otra fuente de alimentación), si bien han utilizado oro como catalizador en vez de platino.
Además, en lugar de emplear polímeros conductores, marcos orgánicos metálicos u otros materiales complejos para depositar el oro en la superficie del electrodo, utilizaron curcumina para estabilizar las nanopartículas de oro, formando una red porosa alrededor de las nanopartículas. Así se evita que se aglomeren y se reduce el área de la superficie expuesta a la reacción química, según explican en Nano Energy. Otra novedad importante es que depositaron la nanopartícula de oro de curcumina en la superficie del electrodo a una corriente eléctrica 100 veces menor que en estudios anteriores.
Más aplicaciones
"Sin este recubrimiento de curcumina, el rendimiento es deficiente", afirma Apparao Rao. “El siguiente paso es escalar el proceso y trabajar con un colaborador industrial que realmente pueda construir pilas de combustible para la aplicación real”. Esta investigación podría tener, además, otras importantes aplicaciones ya que las propiedades únicas del electrodo podrían emplearse en sensores y supercondensadores y más, añade Ventrapragada.
El equipo de Rao está probando también este electrodo como un sensor que podría ayudar a identificar cambios en el nivel de dopamina, sustancia implicada en enfermedades como el Parkinson y el trastorno por déficit de atención con hiperactividad. Cuando los miembros del equipo de investigación analizaron muestras de orina obtenidas de voluntarios sanos, pudieron medir la dopamina en el rango clínico aprobado con este electrodo usando un método rentable en comparación con los estándar que se usan hoy en día.
”En las etapas iniciales del proyecto, no imaginamos otras aplicaciones. Sin embargo, antes del final de los experimentos de oxidación del alcohol, estábamos bastante seguros de que otras aplicaciones son posibles", explica Ventrapragada. "Aunque no tenemos una comprensión completa de lo que sucede a nivel atómico, sabemos con certeza que la curcumina está estabilizando las nanopartículas de oro de una manera que puede prestarse a otras aplicaciones”.
