Los investigadores de la UCLA han diseñado un dispositivo que puede usar energía solar para crear y almacenar energía de manera económica y eficiente, que podría usarse para alimentar dispositivos electrónicos y para crear combustible de hidrógeno para automóviles ecológicos.
El dispositivo podría hacer que los automóviles de hidrógeno sean asequibles para muchos más consumidores porque produce hidrógeno utilizando níquel, hierro y cobalto, elementos que son mucho más abundantes y menos costosos que el platino y otros metales preciosos que actualmente se utilizan para producir combustible de hidrógeno.
"El hidrógeno es un gran combustible para vehículos: es el combustible más limpio conocido, es barato y no contamina el aire, solo agua", dijo Richard Kaner, autor principal del estudio y profesor distinguido de química y UCLAbioquímica y de ciencia e ingeniería de materiales. "Y esto podría reducir drásticamente el costo de los automóviles de hidrógeno".
La tecnología, descrita en un artículo en la revista Materiales de almacenamiento de energía , podría ser especialmente útil en áreas rurales, o para unidades militares que sirven en ubicaciones remotas.
"La gente necesita combustible para hacer funcionar sus vehículos y electricidad para hacer funcionar sus dispositivos", dijo Kaner. "Ahora puede producir electricidad y combustible con un solo dispositivo".
También podría ser parte de una solución para las grandes ciudades que necesitan formas de almacenar el excedente de electricidad de sus redes eléctricas.
"Si pudieras convertir la electricidad en hidrógeno, podrías almacenarla indefinidamente", dijo Kaner, quien también es miembro del Instituto de Nanosistemas de California de la UCLA.
Las celdas de combustible de hidrógeno y los supercondensadores tradicionales tienen dos electrodos: uno positivo y otro negativo. El dispositivo desarrollado en UCLA tiene un tercer electrodo que actúa como un supercondensador, que almacena energía, y como un dispositivo para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno,un proceso llamado electrólisis del agua. Los tres electrodos se conectan a una sola célula solar que sirve como fuente de energía del dispositivo, y la energía eléctrica recolectada por la célula solar puede almacenarse de una de dos maneras: electroquímicamente en el supercondensador o químicamente como hidrógeno.
El dispositivo también es un paso adelante porque produce combustible de hidrógeno de una manera ecológica. Actualmente, alrededor del 95 por ciento de la producción de hidrógeno en todo el mundo proviene de la conversión de combustibles fósiles como el gas natural en hidrógeno, un proceso que libera grandes cantidades de carbonodióxido de carbono en el aire, dijo Maher El-Kady, investigador postdoctoral de la UCLA y coautor de la investigación.
"La energía del hidrógeno no es 'verde' a menos que se produzca a partir de fuentes renovables", dijo El-Kady. Agregó que el uso de células solares y elementos abundantemente disponibles para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno tiene un enorme potencial para reducir el costo del hidrógenoproducción y que el enfoque eventualmente podría reemplazar el método actual, que se basa en combustibles fósiles.
Combinando un supercondensador y la tecnología de división del agua en una sola unidad, dijo Kaner, es un avance similar a la primera vez que un teléfono, un navegador web y una cámara se combinaron en un teléfono inteligente. La nueva tecnología eventualmente puede conducir a nuevas aplicaciones queincluso los investigadores aún no lo han considerado, dijo Kaner.
Los investigadores diseñaron los electrodos a nanoescala, miles de veces más delgados que el grosor de un cabello humano, para garantizar que la mayor área de superficie estaría expuesta al agua, lo que aumenta la cantidad de hidrógeno que el dispositivo puede producir y también almacenamás carga en el supercondensador. Aunque el dispositivo que los investigadores hicieron encajaría en la palma de su mano, Kaner dijo que sería posible hacer versiones más grandes porque los componentes son baratos.
"Para que los automóviles de hidrógeno se utilicen ampliamente, sigue existiendo la necesidad de una tecnología que almacene de manera segura grandes cantidades de hidrógeno a presión y temperatura normales, en lugar de los cilindros presurizados que están actualmente en uso", dijo Mir Mousavi, un co-autor del artículo y profesor de química en la Universidad Tarbiat Modares de Irán.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de California - Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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