El hidrógeno a menudo se considera un combustible para el futuro, en forma de celdas de combustible para alimentar motores eléctricos o quemados en motores de combustión interna. Pero encontrar una forma práctica, económica y no tóxica de producir grandes cantidades de gas hidrógeno, especialmente mediante la divisiónEl agua en sus componentes, hidrógeno y oxígeno, ha sido un desafío.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Houston y el Instituto de Tecnología de California ha informado de un catalizador más eficiente, utilizando partículas de sulfoselenuro de molibdeno en espuma de diselenuro de níquel poroso tridimensional para aumentar la actividad catalítica.
La espuma, hecha con espuma de níquel disponible en el mercado, mejoró significativamente el rendimiento catalítico porque expuso más sitios de borde, donde la actividad catalítica es mayor que en superficies planas, dijo Zhifeng Ren, MD Anderson, profesor de física en UH.
Ren es autor principal de un artículo en Comunicaciones de la naturaleza que describe el descubrimiento. Otros investigadores involucrados incluyen a Haiqing Zhou, Fang Yu, Jingying Sun, Ran He, Shuo Chen, Jiming Bao y Zhuan Zhu, todos de UH, y Yufeng Huang, Robert J. Nielsen y William A. Goddard III deInstituto de Tecnología de California.
"Con el consumo masivo de combustibles fósiles y su impacto perjudicial en el medio ambiente, los métodos de generación de energía limpia son urgentes", escribieron los investigadores. "El hidrógeno es un portador ideal para la energía renovable; sin embargo, la generación de hidrógeno es ineficiente debido a lafalta de catalizadores robustos que sean sustancialmente más baratos que el platino "
Los catalizadores de platino tienen la tasa de eficiencia más alta para la evolución del hidrógeno, dijo Ren, quien también es investigador principal en el Centro de Superconductividad de Texas. Pero el platino es raro, difícil de extraer y demasiado costoso para el uso práctico, dijo, y los investigadores continúanpara buscar formas menos costosas de dividir el agua en sus componentes.
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.
El sulfoselenuro de molibdeno y compuestos en capas similares han demostrado ser prometedores como catalizadores, pero hasta ahora nadie ha aumentado su rendimiento a niveles viables en forma masiva. Los investigadores dicen que la catálisis más activa en esos compuestos en capas, conocidos como dichoslcogenuros de metal de transición en capas, oLos LTMD se llevan a cabo en los bordes, lo que hace que la idea de un sustrato con una gran cantidad de bordes expuestos sea más deseable. Además, escribieron, "organizar dos materiales diferentes en híbridos podría conducir a efectos sinérgicos que utilizan las mejores propiedades de cada componente."
Su catalizador híbrido está compuesto de partículas de sulfoselenuro de molibdeno con capas alineadas verticalmente en un andamio de diselenuro de níquel conductivo poroso tridimensional.
Las pruebas determinaron que el catalizador híbrido requería 69 milivoltios de una fuente de energía externa para lograr una densidad de corriente de 10 miliamperios por centímetro cuadrado, lo que, según los investigadores, es mucho mejor que muchas pruebas reportadas anteriormente. En este caso, la "división" actualel agua, convirtiéndola en hidrógeno en el cátodo. Lograr la densidad de corriente necesaria con un voltaje más bajo mejora la eficiencia de conversión de energía y reduce los costos de preparación.
Un catalizador de platino requirió 32 milivoltios en la prueba, pero Ren dijo que las pruebas en curso han reducido los requisitos de catalizador híbrido a aproximadamente 40 milivoltios, cerca de los requisitos de platino.
Igualmente importante, dijo, fue la capacidad de aumentar la salida de corriente a una velocidad mayor que el aumento de la entrada de energía requerida. El catalizador se mantuvo estable después de 1,000 ciclos a una corriente constante.
El trabajo continuará a medida que los investigadores se centren en reducir el voltaje requerido.
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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