Científicos chinos han desarrollado unos nuevos electrodos que mejorarán la eficiencia y la estabilidad de la electrólisis de agua en dos etapas para la producción de hidrógeno. La investigación, publicada en las revistas Chemical Engineering Journal y Journal of Colloid and Interface Science. El nuevo método de electrólisis se basa en electrodos avanzados de hidróxido de níquel dopados con cobalto y catalizadores de metales no nobles.
Solución a los problemas de la electrólisis tradicional
Esta nueve método de electrólisis soluciona algunos de los problemas que presenta el método utilizado actualmente. Los electrolizadores alcalinos tradicionales presentan problemáticas como el desajuste con las fuentes de energía renovables fluctuantes o la mezcla de hidrógeno y oxígeno a alta presión.
Mediante la electrólisis de agua en dos etapas se consigue separar la producción de hidrógeno y oxígeno en tiempo y lugares distintos. Para ello, se utiliza un electrodo bipolar, eliminando la necesitad de utilizar un separador de membrana, el cual resulta muy costoso.
Los electrodos de óxido de níquel que se utilizan normalmente tienen limitaciones en su capacidad de amortiguación eléctrica y estabilidad de carga y descarga. Para eliminar estas limitaciones, los científicos chinos han desarrollado materiales de electrodos bipolares de alto rendimiento y celdas eficientes.
Cómo funciona la nueva electrólisis en dos etapas
Los investigadores han utilizado un método de electrodeposición de un solo paso para fabricar electrodos bipolares flexibles de hidróxido de níquel dopados con cobalto sobre tela de carbono. Gracias al dopaje con cobalto se mejora la conductividad y rendimiento del almacenamiento electrónico. Además, se elimina la producción de oxígeno mientras se está produciendo hidrógeno.
Los nuevos catalizadores de metales no nobles, formados por electrodos bifuncionales dopados con molibdeno y compuestos de hierro inducidos por plasma, presentan una gran durabilidad y actividad. Con esto se permite separar la producción de hidrógeno y oxígeno, aumentando la eficiencia de conversión de energía y de desacoplamiento.
Además, mediante tecnología de plasma no térmico han desarrollado electrodos LDH de níquel-cobalto dopados con nitrógeno y de óxido de grafeno reducido dopados con nitrógeno, mejorando la capacidad y la conductividad. Este nuevo método de electrólisis en dos etapas promete ser muy útil para el almacenamiento de hidrógeno a gran escala y aplicaciones como estaciones 5G y centros de datos.
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