Investigadores de Georgia Tech observan gases de hidrógeno y oxígeno generados por un reactor de división de agua. (Foto: Georgia Tech).
Investigadores de Georgia Tech y GTRI han desarrollado un catalizador más barato y duradero para producir hidrógeno verde. Con un nuevo proceso y material consiguen aumentar la eficiencia de la producción. La investigación se basa en el uso de materiales híbridos para el electrocatalizador.
El Instituto de Georgia de Tecnología (Georgia Tech) y el de de Investigación Tecnológica (GTRI) son los artífices de esta nueva investigación. Los propios investigadores consideran que es una opción asequible y accesible para socios industriales que quieran saltar al hidrógeno verde. Una manera, además, para almacenar energía renovable. Y todo ello, sin las emisiones de carbono que genera la producción de hidrógeno mediante gas natural.
El hidrógeno verde sigue postulándose como una fuente de energía prometedora, además de una opción para almacenar energías renovables, somo solar y eólica. El problema es que, actualmente, su producción es costosa y compleja.
Una de las formas de producir hidrógeno verde es mediante la división electroquímica del agua. El proceso implica hacer pasar electricidad a través del agua en presencia de catalizadores -sustancias que mejoran la reacción-, para producir hidrógeno y oxígeno.
Los hallazgos de los equipos de Georgia Tech y del GRTI llegan en un buen momento. Los expertos del clima coinciden en que el hidrógeno será fundamental para que los principales sectores industriales, a nivel global, alcancen la neutralidad de emisiones.
Los científicos esperan reemplazar el gas natural y el carbón por hidrógeno verde. Los primeros son los que actualmente se utilizan para almacenar energía eléctrica adicional a nivel de red. Por otra parte, y gracias a que el hidrógeno verde no produce emisiones de carbono, es un medio idóneo para almacenar electricidad renovable.
El enfoque de Georgia Tech y GTRI se basa en la electrolisis, es decir, el proceso de usar electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
Los investigadores esperan que el hidrógeno verde sea menos costoso y más duradero gracias al uso de materiales híbridos para el electrocatalizador. Actualmente, el proceso se basa en componentes de metales nobles, como el platino y el iridio. Son los catalizadores preferidos para producir hidrógeno mediante electrolisis a gran escala.
Estos elementos son caros y raros. Eso ha ralentizado los avances de las tecnologías de hidrógeno y la sustitución del gas por energía de hidrógeno.
En esa línea, y en 2020, el hidrógeno verde representó menos del 1% de la producción anual de hidrógeno. Entre las casusas, el mayor gasto, según la compañía Wood Mackencie.
En un comunicado, el investigador principal del estudio, Seung Woo Lee, profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Mecánica George W. Woodruff y experto en el tema ha dicho:
“Nuestro trabajo disminuirá el uso de materiales nobles, aumentando su actividad y opciones de uso”.
Por tora parte, en una investigación publicada en ‘Applied Catalysis B: Environmental and Energy & Environmental Science‘. Lee y su equipo destacaron las interacciones entre las nanopartículas metálicas y el óxido metálico para respaldar el diseño de catalizadores híbridos de alto rendimiento. Según el investigador:
“Diseñamos una nueva clase de catalizadores en el que encontramos un mejor sustrato de óxido que usa menos elementos nobles.
Estos catalizadores híbridos mostraron un rendimiento superior, tanto para el oxígeno, como para el hidrógeno (división)”.
Su trabajo se basó en la investigación y el moldeado del Instituto de Investigación de Energía de Corea. Asimismo, en la medición de rayos X de la Universidad Nacional de Kyungpook y la Universidad Estatal de Oregón.
Finalmente, Lee ha añadido:
“Usando Rayos C, podemos monitorear los cambios estructurales en el catalizador durante el proceso de división del agua, a escala nanométrica.
Podemos investigar su estado de oxidación o configuraciones atómicas en condiciones operativas”.
FUENTES: Europa Press. Georgia Tech
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