El amoníaco no solo se utiliza en productos de limpieza y fertilizantes para plantas; también puede servir como precursor de la energía de hidrógeno limpio. La descomposición del amoníaco (NH₃) es una prometedora vía libre de carbono que produce hidrógeno, el cual puede utilizarse como combustible sin emitir humos nocivos como los combustibles fósiles. Una investigación reciente en la Universidad de Tohoku (Japón) está abordando el principal problema que dificulta la descomposición del amoníaco mediante la creación de un catalizador de metales no nobles que acelera la reacción a una velocidad práctica.

Así, los investigadores crearon un catalizador económico de níquel (Ni) dopado con itrio (Y) para resolver estos problemas.

La estructura combinada (denominada Ni₁Ce₁-xYxOα) está formulada de tal manera que puede generar numerosas vacantes estables de oxígeno superficial, vitales para controlar la reacción de descomposición del amoníaco.

Además, el nuevo diseño del catalizador permitió al equipo de investigación ajustar con precisión el entorno electrónico de los sitios activos de Ni (sitios del catalizador a los que otras moléculas pueden unirse para desencadenar ciertas reacciones químicas). Como resultado, el catalizador mejoró considerablemente el rendimiento de la reacción de descomposición del amoníaco.

Los catalizadores de metales no nobles, como el Ni, suelen presentar una actividad intrínseca insuficiente y barreras de alta energía para la desorción de N₂. Sin embargo, el equipo de investigación logró crear un catalizador de alto rendimiento de metales no nobles mediante la cuidadosa incorporación de itrio como promotor de doble función.

Este estudio revela cómo el dopaje con Y representa una estrategia única para producir catalizadores estables y eficaces que faciliten la descomposición del amoníaco.

«Este estudio ofrece una vía práctica hacia sistemas de energía de hidrógeno más sostenibles y asequibles», afirma el profesor asociado Yizhou Zhang. «Los hallazgos respaldan una transición más amplia hacia la energía limpia, contribuyendo a la reducción de las emisiones de carbono y al futuro despliegue de vehículos y generación de energía basados ​​en hidrógeno».