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TECNOLOGÍA. Nuevo material a nanoescala produce hidrógeno del agua de mar

 

Investigadores de la Universidad de Florida Central han diseñado por primera vez un material a nanoescala que puede dividir de manera eficiente el agua de mar en oxígeno y un combustible de energía limpia: el hidrógeno

Los investigadores desarrollaron un material a nanoescala estable y duradero para la electrólisis del agua, separando oxígeno e hidrógeno.

Investigadores de la Universidad de Florida Central (UCF) diseñaron el primer material a nanoescala del mundo capaz de dividir de manera eficiente el agua de mar en oxígeno e hidrógeno verde, que puede usarse como combustible, explica un comunicado de prensa .

El desarrollo es otro paso hacia la mejora de nuestra capacidad para recolectar combustible de hidrógeno en un intento por combatir el cambio climático al reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.

Los investigadores detallaron su material a nanoescala de larga duración para la electrólisis, el proceso de separación del agua en hidrógeno y oxígeno, en la revista Advanced MaterialsSe espera que el nuevo material abrá una nueva ventana para producir de manera eficiente combustible de hidrógeno limpio a partir del agua de mar. 

Ha habido un gran debate en los últimos tiempos sobre la viabilidad del combustible de hidrógeno para ayudar a combatir el combustible de hidrógeno. Aunque Tesla y el director ejecutivo de SpaceX llamaron recientemente a la idea de los coches de hidrógeno " increíblemente estúpida " , empresas como Toyota y BMW han mostrado su apoyo a la tecnología y están desarrollando vehículos con pilas de combustible de hidrógeno.

Cumplir con el creciente requisito de hidrógeno verde

Para su material a nanoescala, los investigadores de la UCF idearon un material de película delgada con nanoestructuras en su superficie. En su estudio, los científicos explican que el material está hecho de seleniuro de  níquel con hierro y fósforo agregados o "dopados". El rendimiento de la electrólisis del agua de mar logrado por la película de doble dopado supera con creces los de los catalizadores de electrólisis de última generación y cumple con los exigentes requisitos necesarios para la aplicación práctica en la industria.

Material a nanoescala que cataliza la reacción de electrólisis. Fuente: Universidad de Florida Central

Los investigadores dicen que su material no solo es efectivo para catalizar el proceso de electrólisis, sino que también muestra la estabilidad y el alto rendimiento necesarios para usar el material a escala industrial.

Probaron su material durante más de 200 horas y dijeron que conservaba un alto rendimiento y estabilidad en todo momento. A principios de este mes, la firma francesa Lhyfe anunció que estaba comenzando las pruebas en la primera planta de hidrógeno verde en alta mar del mundo, que utilizará la abundante fuente de agua circundante y una turbina eólica cercana.

Aunque todavía existe un debate sobre el uso de combustible de hidrógeno en lugar de electricidad, estaremos mucho mejor en un mundo donde el hidrógeno y la electricidad compitan entre sí, en lugar de optar por la supremacía actual del motor de combustión interna.

El hidrógeno es una forma de energía renovable que, si se hace más barata y más fácil de producir, puede tener un papel importante en la lucha contra el cambio climático. El hidrógeno podría convertirse en electricidad para utilizarlo en la tecnología de pilas de combustible que genera agua como subproducto y crea un ciclo energético global sostenible.

Fuentes: 

Jinfa Chang, Guanzhi Wang, Zhenzhong Yang, Boyang Li, Qi Wang, Ruslan Kuliiev, Nina Orlovskaya, Meng Gu, Yingge Du, Guofeng Wang, Yang Yang. Dual‐Doping and Synergism toward High‐Performance Seawater Electrolysis. Advanced Materials, 2021; 2101425 DOI: 10.1002/adma.202101425

Soonil Lee, Li Ji, Alex C. De Palma, Edward T. Yu. Scalable, highly stable Si-based metal-insulator-semiconductor photoanodes for water oxidation fabricated using thin-film reactions and electrodeposition. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-24229-y

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