Los investigadores de la Universitat Jaume I de Castellón demuestran la importancia de las interacciones ferromagnéticas en los catalizadores. Entender cómo funciona ese proceso representa un paso adelante en fomentar la economía basada en el hidrógeno verde. Y con él conseguir un mundo más limpio y sostenible.
«La comprensión de las correlaciones cuánticas dentro de los catalizadores es un campo de investigación activo y avanzado», explica el equipo de investigación. Chiara Biz de la Universitat Jaume I de Castellón, y Mauro Fianchini y José Gracia de la empresa MagnetoCat ha constatado que las interacciones de intercambio de espín cuántico (QSEI) son responsables de las propiedades intrínsecas inusuales de los catalizadores magnéticos.
Y este campo, señalan es «absolutamente necesario cuando se intenta describir todos los factores electrónicos relevantes en la catálisis». Así lo detallan en el estudio publicado recientemente en la revista ACS Catalysis, donde prueban la «influencia en la estructura, conductividad electrónica y actividad catalítica».
Durante el estudio, el equipo ha demostrado y descrito el sentido de las correlaciones cuánticas, mediante una novedosa adaptación de los diagramas de Feynman. Esto ha permitido entender por qué los catalizadores con un predominio de interacciones ferromagnéticas son el futuro para la incipiente economía del hidrógeno. La descripción de este fenómeno sirve en general para comprender los catalizadores fuertemente correlacionados. Y de ahí se abren nuevas vías de estudio para la mejora en el diseño de nuevos catalizadores y tecnologías.
La eficiencia de los procesos electrocatalíticos
El trabajo a escala cuántica es lo que les ha permitido investigar el potencial del espín, el llamado momento magnético intrínseco del electrón. Esta área que ya habían trabajado en anteriores investigaciones es la que consideraban más prometedora «para mejorar la optimización de aplicaciones tecnológicas basadas en materiales magnéticos«.
El trabajo desarrollado con esta investigación sobre el magnetismo orbital no se limita únicamente al ámbito académico. Como señalan desde la universidad castellonense, al estar entrelazada con la eficiencia de los procesos electrocatalíticos y las tecnologías para la producción y uso de hidrógeno verde, tiene un enorme impacto.
«Estos potenciales indirectos de espín influyen significativamente y diferencian las propiedades catalíticas de los materiales magnéticos», explican. Como resaltan, las interacciones de espín cuántico (QSEI) son especialmente relevantes para la configuración con electrones desapareados. De ahí que consideren que su comprensión es esencial para el entendimiento completo de las propiedades específicas de las estructuras magnéticas. Y estas son las que contribuyen significativamente a la remodelación de la estructura energética, orbital y catalítica que influyen en el transporte iónico y de electrones.
