Los físicos de la Universidad de Houston han descubierto un catalizador que puede dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, compuesto de materiales de bajo costo y fácilmente disponibles y que funciona de manera mucho más eficiente que los catalizadores anteriores.
Eso resolvería uno de los principales obstáculos que quedan al usar agua para producir hidrógeno, una de las fuentes más prometedoras de energía limpia.
"El hidrógeno es la fuente de energía primaria más limpia que tenemos en la tierra", dijo Paul CW Chu, Presidente de Ciencia del Templo TLL y director fundador y científico principal del Centro de Superconductividad de Texas en UH ". El agua podría ser la fuente más abundante dehidrógeno si se pudiera separar el hidrógeno de su fuerte enlace con el oxígeno en el agua utilizando un catalizador ".
Chu y sus colegas, incluidos los físicos Zhifeng Ren y Shuo Chen, quienes también son investigadores principales del Centro de Superconductividad de Texas en UH, informan su descubrimiento, un catalizador eficiente producido sin los costosos metales preciosos más comúnmente utilizados, esta semanaen el Actas de la Academia de Ciencias Naturales .
Otros investigadores involucrados en el proyecto incluyen los investigadores posdoctorales Haiqing Zhou y Fang Yu, y los estudiantes graduados Jingying Sun y Ran He.
El catalizador, compuesto de metafosfato ferroso cultivado en una plataforma conductora de espuma de níquel, es mucho más eficiente que los catalizadores anteriores, y su producción es menos costosa.
"En cuanto al costo, es mucho más bajo y en cuanto al rendimiento, mucho mejor", dijo Zhifeng Ren, profesor de física del MD Anderson y autor principal del artículo. El catalizador también es duradero, opera más de 20 horas y 10,000 ciclosen pruebas
"Algunos catalizadores son sobresalientes pero solo son estables durante una o dos horas", dijo Ren. "Eso no sirve de nada".
Aunque en teoría es simple, dividir el agua en hidrógeno y oxígeno es un proceso complejo, que requiere dos reacciones separadas: una reacción de evolución de hidrógeno y una reacción de evolución de oxígeno, cada una de las cuales requiere un electrodo separado. Mientras que el hidrógeno es el componente más valioso,no se puede producir sin producir también oxígeno. Y aunque hay disponibles catalizadores de hidrógeno eficientes, Ren dijo que la falta de un catalizador de oxígeno eficiente y económico ha creado un cuello de botella en el campo.
El hidrógeno tiene una serie de ventajas. "Hidrógeno H 2 producido a partir de la división del agua por un proceso electroquímico, llamado electrólisis del agua, se ha considerado como un recurso energético limpio y sostenible para reemplazar los combustibles fósiles y satisfacer la creciente demanda mundial de energía, ya que el agua es el único material de partida y subproducto cuandoLa energía limpia se produce al convertir H 2 de vuelta al agua ", escribieron los investigadores.
Y a diferencia de la energía solar, la energía eólica y otras energías "limpias", el hidrógeno se puede almacenar fácilmente.
Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce a través de la reforma del metano a vapor y la gasificación del carbón; esos métodos aumentan la huella de carbono del combustible a pesar de que se quema limpiamente.
Chen dijo que las reacciones de evolución del oxígeno a menudo dependen de un electrocatalizador que utiliza un "metal noble": iridio, platino o rutenio. Pero son costosas y no están fácilmente disponibles.
"En este trabajo, descubrimos un electrocatalizador altamente activo y estable basado en elementos abundantes en la tierra, que incluso supera a los basados en metales nobles", dijo. "Nuestro descubrimiento puede conducir a un enfoque más económico para la producción de hidrógeno del aguaelectrólisis."
La división del agua puede activarse a través de la corriente eléctrica o de la fotocatálisis, utilizando la energía del sol. La división directa del agua con energía solar es demasiado ineficiente, ya que el agua puede absorber solo una pequeña porción del espectro de luz. Idealmente, dijo Ren,la energía solar se usaría para generar la energía eléctrica que se usa para dividir el agua.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Houston . Original escrito por Jeannie Kever. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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