Científicos de la Universidad de Houston han descubierto un catalizador capaz de dividir el agua en oxígeno e hidrógeno de forma mucho más eficiente que cualquier otro catalizador desarrollado hasta la fecha. Además, está construido con materiales baratos y abundantes.
El nuevo catalizador podría ser la solución a todos los inconvenientes que rodean a la obtención del hidrógeno, proporcionándonos una fuente de energía limpia y asequible.
El hidrógeno como fuente de energía
El hidrógeno tiene numerosas ventajas como fuente de energía:
«El hidrógeno es la fuente de energía primaria más limpia que tenemos en la Tierra», señala Paul C. W. Chu, presidente científico de la Fundación TLL Temple y director fundador y científico jefe del Centro Texas de Superconductividad en la Universidad de Houston.
«[…] producido a partir de la separación del agua por un proceso electroquímico llamado electrólisis del agua ha sido considerado como un recurso energético limpio y sostenible para reemplazar los combustibles fósiles y satisfacer la creciente demanda global de energía […]», escribieron los investigadores.
Además, a diferencia de otras energías limpias como la energía solar o la eólica, el hidrógeno se puede almacenar fácilmente.
Sin embargo, aunque el proceso químico de dividir el agua en hidrógeno y oxígeno en teoría es muy simple, en la realidad es un proceso complejo que requiere de dos reacciones separadas: una reacción de evolución del hidrógeno y una reacción de evolución del oxígeno, cada una de las cuales requiere un electrodo separado.
Aunque el hidrógeno es el componente más valioso, no puede producirse sin producir también oxígeno. Ambas reacciones son necesarias.
El problema, según Zhifeng Ren, profesor MD Anderson de física y autor principal del artículo, está en que, si bien hay algunos catalizadores de hidrógeno eficientes disponibles, hasta ahora, la falta de un catalizador de oxígeno barato y eficiente ha creado un cuello de botella en este campo.
El catalizador de la Universidad de Houston
Las reacciones de evolución del oxígeno a menudo dependen de un electrocatalizador costruído con un «metal noble», habitualmente iridio, platino o rutenio. Sin embargo, estos metales son, en general, costosos y escasos, lo que dificulta su viabilidad.
En cambio, el catalizador presentado por Chu y sus colegas en Proceedings of the National Academy of Sciences, está fabricado con materiales abundantes y de bajo coste. Concretamente, metafosfato ferroso sobre una plataforma conductora de espuma de níquel.
«En este trabajo, descubrimos un electrocatalizador altamente activo y estable, basado en elementos abundantes en la tierra, que incluso supera a los basados en los metales nobles», señala Shuo Chen, otro de los investigadores participantes en el proyecto.
«Nuestro descubrimiento puede conducir a un enfoque más económico para la producción del hidrógeno a partir de la electrólisis del agua».
El nuevo catalizador no solo es más barato en cuanto a producción, sino que además ha demostrado ser mucho más eficiente que los catalizadores desarrollados anteriormente y ha mostrado una gran durabilidad.
De ahí la enorme importancia de su descubrimiento.
«En términos de costo, es mucho más bajo y en cuanto a rendimiento, mucho mejor», señala Zhifeng Ren, profesor MD Anderson de física y autor principal del artículo. “El catalizador también es duradero, habiendo operado más de 20 horas y 10.000 ciclos en pruebas”.
«Algunos catalizadores son excepcionales, pero sólo son estables durante una o dos horas», dijo Ren. “Eso no sirve de nada”.
Además, el proceso de obtención del hidrógeno a partir del agua es 100% limpio, a diferencia de otros métodos habituales como el de reformado de metano con vapor o la gasificación del carbón.
Fuente: uh.edu
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