La Universidad de Tel Aviv ha desarrollado un método para reducir el coste, aumentar la eficiencia y simplificar el proceso de producción de hidrógeno verde. El estudio se ha basado en las encimas que producen hidrógeno y en un gel que une las enzimas al electrodo.
Señalan desde la universidad que, actualmente, el 95% del hidrógeno producido en el mundo es «negro» o «gris«. Se produce a partir de carbón o gas natural y emite entre 9 y 12 toneladas de dióxido de carbono por cada tonelada de hidrógeno.
El nuevo método lo han desarrollado el estudiante de doctorado Itzhak Grinberg y el Dr. Oren Ben-Zvi. Todo ello, bajo la dirección de: el profesor Iftach Yacoby de la Escuela de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la Facultad de Ciencias de la Vida; y Lihi Adler-Abramovich de la Escuela de Medicina Dental y el Centro de Nanociencia y Nanotecnología.
Los resultados se han publicado en la revista Carbon Energy, centrándose en materiales y tecnología avanzados para energía limpia y reducción de emisiones de CO2.
El proceso de la Universidad de Tel Aviv
Itzhak Grinberg explica:
“El hidrógeno es muy raro en la atmósfera, aunque lo producen enzimas en organismos microscópicos, que reciben la energía para ello de los procesos de fotosíntesis. En el laboratorio, ‘electrificamos’ esas enzimas, es decir, un electrodo proporciona la energía en lugar del sol.
El resultado es un proceso particularmente eficiente, sin demanda de condiciones extremas, que puede utilizar electricidad de fuentes renovables como paneles solares o turbinas eólicas. Sin embargo, la enzima «se escapa» de la carga eléctrica, por lo que debe mantenerse en su lugar mediante un tratamiento químico. Encontramos una forma simple y eficiente de unir la enzima al electrodo y utilizarla”.
Los investigadores utilizaron un hidrogel (un gel a base de agua) para unir la enzima al electrodo. Pudieron producir hidrógeno verde utilizando un biocatalizador y con una eficiencia superior al 90%. Es decir, más del 90% de los electrones introducidos en el sistema se depositaron en el hidrógeno sin ningún proceso secundario.
Ventajas del proceso
Iftach Yacoby indica:
“El material del gel en sí es conocido, pero nuestra innovación es utilizarlo para producir hidrógeno.
Remojamos el electrodo en el gel, que contenía una enzima para producir hidrógeno, llamada hidrogenasa. El gel retiene la enzima durante mucho tiempo, incluso bajo tensión eléctrica, y permite producir hidrógeno con gran eficiencia y en condiciones ambientales favorables a la enzima, por ejemplo, en agua salada, a diferencia de la electrólisis, que requiere agua destilada”.
Lihi Adler-Abramovich añade:
“Otra ventaja es que el gel se ensambla solo: coloca el material en agua y se asienta en fibras nanométricas que forman el gel.
Demostramos que estas fibras también pueden adherir la enzima al electrodo. Probamos el gel con otras dos enzimas, además de la hidrogenasa, y demostramos que podía unir diferentes enzimas al electrodo”.
Finalmente, Oren Ben-Zvi señalaba que el hidrógeno verde, hoy por hoy, se produce mediante electrólisis. Eso requiere el uso de metales precioso y raros, como es el caso del platino. Y eso no ayuda a reducir el coste de producción del hidrógeno verde, actualmente 15 veces más caro que el del hidrógeno gris.
En ese aspecto, afirma:
“Esperamos que en el futuro sea posible emplear nuestro método comercialmente, para reducir los costos y hacer el cambio hacia el uso de hidrógeno verde en la industria, la agricultura y como fuente de energía limpia”.
FUENTE: Hydrogen Central.
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