agua nueva

Científicos australianos afirman que han encontrado una forma mucho más barata y eficiente de separar el hidrógeno del agua, usando catalizadores de hierro y níquel de fácil obtención en lugar de los caros y raros catalizadores de rutenio, platino e iridio preferidos por los actuales productores de hidrógeno a gran escala, que son literalmente miles de veces más caros.

Se está hablando mucho de la idea en desarrollo de la "economía del hidrógeno", en la que los combustibles de hidrógeno comprimido se convertirán en una fuente de energía tan común como la gasolina, y los automóviles con celdas de combustible ocuparán un lugar junto con los motores de combustión y los vehículos eléctricos en la combinación de transporte.

Ayer escribimos sobre el primer barco de transporte de hidrógeno líquido del mundo, diseñado para llevar hidrógeno producido en Australia a través del agua para ser utilizado en Japón como energía limpia. En este momento, sin embargo, Australia está produciendo hidrógeno de una de las formas más sucias posibles: utilizando lignito, un proceso que requiere 160 toneladas de carbón para producir tres toneladas de hidrógeno líquido comprimido, con unas monstruosas 100 toneladas de dióxido de carbono como subproducto. producto.

Se estima que el pastel de hidrógeno de "energía limpia", particularmente en Japón y Corea, tendrá un valor de billones de dólares en las próximas décadas, por lo que muchos prospectores están oliendo oportunidades masivas de exportación de energía, pero siendo realistas, hasta que las matemáticas comiencen a acumularse en más verde. formas de producir hidrógeno, los costos ambientales de producir este material a granel podrían ser abrumadores.

La forma "verde" de producir hidrógeno es separarlo del agua mediante electrólisis. Pones agua en un recipiente con un par de electrodos y aplicas energía. El oxígeno se acumula en el ánodo, el hidrógeno en el cátodo, y si la electricidad que puso en este proceso se generó de manera sostenible, entonces felicidades, tiene un hidrógeno verde adecuado, siempre y cuando no lo transporte en camiones diésel. y barcos, y la energía que usas para comprimir y superenfriar también es verde.

El problema hasta ahora ha sido que dividir el agua es costoso e ineficiente, lo que dificulta que el hidrógeno verde compita con el hidrógeno marrón o, de hecho, con la gasolina. Todo lo cual hace que este desarrollo reciente de un equipo de investigación distribuido en tres importantes universidades australianas (UNSW, Griffith y Swinburne) sea interesante y significativo.

En un artículo publicado en Nature Communications, el equipo dijo que había logrado reemplazar el costoso platino en el catalizador de carbono utilizando un "catalizador de nanopartículas de Janus con una interfaz de óxido de níquel-hierro" y que el circuito resultante había podido dividir el agua con "Hasta donde sabemos, la eficiencia energética más alta (83,7 por ciento) reportada hasta la fecha".

"Lo que hacemos es recubrir los electrodos con nuestro catalizador para reducir el consumo de energía", dice el profesor Chuan Zhao de la Facultad de Química de la UNSW. "En este catalizador hay una pequeña interfaz a nanoescala donde el hierro y el níquel se encuentran a nivel atómico, lo que se convierte en un sitio activo para dividir el agua. Aquí es donde el hidrógeno puede separarse del oxígeno y capturarse como combustible, y el oxígeno puede ser liberado como un desecho amigable con el medio ambiente".

"La interfaz a nanoescala cambia fundamentalmente la propiedad de estos materiales", continúa. "Nuestros resultados muestran que el catalizador de níquel-hierro puede ser tan activo como el de platino para la generación de hidrógeno. Un beneficio adicional es que nuestro electrodo de níquel-hierro puede catalizar tanto la generación de hidrógeno como la de oxígeno, por lo que no solo podríamos reducir los costos de producción en usando elementos abundantes en la Tierra, sino también los costos de fabricar un catalizador en lugar de dos".

Queda por ver cómo este desarrollo podría afectar el costo de la producción de hidrógeno a gran escala, pero Zhao es muy optimista: "Hemos estado hablando sobre la economía del hidrógeno durante mucho tiempo, pero esta vez parece que realmente llegará".

También queda por ver si países como Australia pueden construir suficientes generadores de energía solar o eólica para ser exportadores de hidrógeno verdaderamente "verde" a una escala que podría hacer una mella significativa en los niveles de smog de Tokio o Seúl. O, de hecho, si esos países hambrientos de exportaciones se arrepentirán de enviar grandes cantidades de su agua al extranjero en forma de combustible. Hasta que el caucho llegue a la carretera en una cadena internacional de suministro de hidrógeno, parece estar justificado un grado saludable de escepticismo.

Fuente: Universidad de Nueva Gales del Sur