La electrólisis, que divide la molécula de agua con electricidad, es la forma más limpia de obtener hidrógeno, un combustible limpio y renovable. Ahora, los investigadores de ICIQ y URV, dirigidos por el Prof. José Ramón Galán-Mascarós, diseñaron un nuevo catalizador que reduce elcosto de producción de hidrógeno electrolítico. Los catalizadores reducen la cantidad de electricidad necesaria para romper los enlaces químicos, acelerar la reacción y minimizar el desperdicio de energía.
'Normalmente, el hidrógeno se obtiene usando un proceso barato llamado reformado con vapor. Pero esto no es hidrógeno limpio, este proceso usa gas natural y produce dióxido de carbono y otros contaminantes', explica Galán-Mascarós. 'Romper la molécula de agua es más limpio, pero no es fácil. Necesitamos desarrollar nuevos catalizadores baratos y eficientes que nos permitan obtener hidrógeno a un precio competitivo ", dice. Hasta la fecha, los mejores catalizadores se basan en óxidos de iridio, pero el iridio es muy caro y escaso.metal precioso.
Los químicos de ICIQ y URV descubrieron un compuesto hecho de cobalto y tungsteno, técnicamente llamado polioxometalato, que puede catalizar la división del agua mejor que el iridio. 'Los polioxometalatos son óxidos moleculares nanométricos que combinan lo mejor de dos mundos, la gran actividad de los óxidos yla versatilidad de las moléculas '', explica Marta Blasco-Ahicart, investigadora postdoctoral en ICIQ y primer autor de la Química de la naturaleza papel. 'Nuestros polioxometalatos son mucho más baratos que el iridio y nos permiten trabajar en medios ácidos, el medio óptimo para generar oxígeno que normalmente es un inconveniente para los catalizadores, que generalmente son consumidos por el ácido', aclara Blasco-Ahicart.
Joaquín Soriano, coautor del artículo y actualmente investigador postdoctoral en el Trinity College de Dublín, explica que "nuestros catalizadores funcionan especialmente bien cuando trabajamos con bajos voltajes". "Eso puede parecer un problema" -explica- "pero es más bien una ventaja, ahorra electricidad y nos permitirá, en breve, obtener la energía necesaria para la separación del agua de fuentes renovables como los paneles solares ''.
Además, los investigadores presentan en su artículo un descubrimiento adicional. Al apoyar los catalizadores en un material parcialmente hidrófobo -repelente al agua-, la eficiencia del proceso mejora. Esto genera un reactor 'a prueba de agua' donde la electrólisis avanza más rápido, y también mejora la vida útilde catalizadores. La nueva metodología no solo mejora el rendimiento de los nuevos polioxometalatos de cobalto-tungsteno, sino también con muchos sistemas catalíticos diferentes. Hoy en día, los investigadores están investigando nuevas formas de aprovechar este nuevo hallazgo, desarrollando nuevos andamios hidrófobos para ampliar aún másimpulsar la eficiencia de la división del agua, un paso fundamental hacia la evolución de la fotosíntesis artificial.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Química de Cataluña ICIQ . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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