De manera fortuita, un equipo de científicos ha descubierto una nueva forma para descomponer el agua y liberar el hidrógeno. El descubrimiento procede del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Facultad de Diseño e Ingeniería de la Universidad de Singapur (NUS). Lo más llamativo es que la fórmula mejora la asequibilidad en la generación de hidrógeno.
El equipo descubrió que la luz puede desencadenar un nuevo mecanismo en un material catalítico utilizado ampliamente en la electrólisis. El resultado es, por tanto, un método más eficiente, energéticamente hablando, de obtener hidrógeno.
Según ha explicado Xue Jun Min, primer autor y profesor asociado del NUS:
«Descubrimos que el centro redox (reacción de reducción-oxidación) para la reacción electrocatalítica cambia entre metal y oxígeno, activado por la luz.
Esto mejora en gran medida la eficiencia de la electrólisis del agua”.
El nuevo hallazgo puede potencialmente abrir métodos industriales nuevos y más efectivos para producir hidrógeno. Y, en consecuencia, poner al alcance de más personas esta fuente de energía respetuosa con el medio ambiente.
El profesor Xue y su equipo acaban de exponer su descubrimiento en un artículo de investigación publicado en la reconocida revista científica Nature.
Un hallazgo fortuito de NUS
En circunstancias normales, es posible que el profesor asociado Xue y su equipo no hubieran hecho el descubrimiento. Sin embargo, un apagado y encendido accidental de las luces del techo de su laboratorio les permitió observar algo innovador para la comunidad científica mundial.
Normalmente, las luces del techo en el laboratorio de investigación estaban encendidas durante 24 horas. Una noche de 2019, las luces se apagaron debido a un corte de energía. Cuando los investigadores regresaron al día siguiente, encontraron que el rendimiento de un material a base de oxihidróxido de níquel en el experimento de electrólisis del agua, que había continuado en la oscuridad, había disminuido drásticamente.
Equipo de NUS descubridor del hallazgo: Prof. Xue Jun Min, en el centro; Zhong Haovin, izquierda; Dr. Vincent Lee Wee, derecha.
Explica XU:
«Esta caída en el rendimiento, nadie la había notado antes, porque nadie había hecho el experimento en la oscuridad.
Además, los libros indican que tal material no debería ser sensible a la luz; la luz no debería tener ningún efecto sobre sus propiedades”.
El mecanismo electrocatalítico en la electrólisis del agua es un tema muy bien investigado; asimismo, el material a base de níquel es un material catalítico muy común. Por lo tanto, para establecer que estaban a punto de descubrir algo innovador, Xue y su equipo se embarcaron en numerosos experimentos. Y profundizaron en la mecánica detrás de tal fenómeno. Incluso repitieron el experimento fuera de Singapur para asegurarse de que sus hallazgos fueran consistentes.
Finalmente, y después de tres años, Xue y su equipo pudieron compartir sus hallazgos públicamente en un documento.
Próximos pasos del equipo de NUS
El equipo de NUS ahora está trabajando en el diseño de una nueva forma de mejorar los procesos industriales para generar hidrógeno. Sugieren hacer que las células que contienen agua sean transparentes, para introducir luz en el proceso de división:
«Esto debería requerir menos energía en el proceso de electrólisis, y debería ser mucho más fácil con la luz natural.
Se puede producir más hidrógeno en menos tiempo, con menos energía consumida”.
Las empresas de alimentos utilizan gas de hidrógeno para convertir los aceites y grasas insaturados en saturados, lo que produce margarina y mantequilla. El hidrógeno también se usa para soldar metales, ya que puede generar una temperatura alta de 4.000 grados C. La industria del petróleo usa el gas para eliminar el contenido de azufre del petróleo.
Además, el hidrógeno se puede utilizar potencialmente como combustible. Considerado durante mucho tiempo como un combustible sostenible: el combustible de hidrógeno no produce emisiones, ya que se quema al reaccionar con el oxígeno; no se necesita ignición, lo que lo convierte en una fuente de combustible más limpia y ecológica; además, es más fácil de almacenar, lo que lo hace más confiable que las baterías que funcionan con energía solar.
Xue está contento de que los hallazgos de su equipo de investigadores puedan contribuir al descubrimiento científico. Piensa que la forma de desarrollar la ciencia no es seguir encontrando nuevas formas de hacer lo que ya se ha hecho, sino ampliar constantemente los límites:
“Solo a través de la acumulación de nuevos conocimientos podemos ir mejorando la sociedad progresivamente”.
Lo cierto es que el equipo de NUS parece avanzar con rapidez en innovadores hallazgos, tras la creación del departamento, del que hablábamos hace unos meses.
FUENTE: NUSNews.
