Investigadores de la Universidad de Dalhousie colaboran con el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) en un nuevo proyecto. Podría ayudar a hacer del Atlántico canadiense un centro de innovación en hidrógeno verde. El objetivo es identificar y probar catalizadores prometedores que podrían servir como alternativas a los costosos metales preciosos utilizados en la producción de hidrógeno verde.
Los doctores Mita Dasog y Michael Freund, del Departamento de Química, dirigen el proyecto. Tendrá una duración de dos años y cuenta con 500.000 dólares de presupuesto. La mayor parte de la financiación del proyecto (352.000 dólares) procede de una subvención otorgada mediante el programa Materials for Clean Fuels Challenge del NRC. El resto de la financiación procederá del Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada y de sus socios.
La Dra. Dasog, profesora asociada y presidente de la Cátedra Memorial Izaak Walton Killam, ha explicado:
“Canadá y la provincia de Nueva Escocia han identificado al hidrógeno verde como un elemento crucial para alcanzar los objetivos de cero emisiones netas.
El hidrógeno se quema de manera limpia para producir energía térmica o electricidad. Tiene el potencial de descarbonizar sectores difíciles de reducir, como las industrias de fabricación de materiales y productos químicos, el transporte pesado, el transporte marítimo y la aviación”.
Pero el hidrógeno verde es aún caro de producir. Para abaratarlo, explican, es necesario sustituir los metales preciosos por otros más baratos y accesibles. La Dra. Dasog, investigadora principal del proyecto, añade al respecto:
«Si reemplazamos los metales actuales por otros elementos de alto rendimiento que también son raros, como el paladio o el rodio, sigue siendo el mismo problema.
Nuestro objetivo es comenzar a reemplazar los metales preciosos por elementos más abundantes, pero tienen que funcionar tan bien como los catalizadores actuales”.
Comienza el proyecto de Dalhousie
El primer paso del proyecto de la Universidad implica el uso de IA (inteligencia Artificial). Cada vez hay más artículos científicos sobre catalizadores e hidrógeno verde. Hasta el punto que no se puede realizar de forma rápida, y de manera individual, todo lo que se está publicando. Y ahí empieza el primer paso del proyecto.
La Universidad de Dalhousie ha comenzado desarrollando una herramienta similar a Chat GPT, capaz de leer el lenguaje humano. Analizará minuciosamente los documentos de investigación existentes e identificará posibles catalizadores libres de metales preciosos que cumplan con ciertas métricas de rendimiento. La Dra. Dasog y el Dr. Freund colaborarán con el Dr. Frank Rudzicz, de la Facultad de Ciencias Informáticas, y los equipos del NRC para desarrollar la herramienta.
Los siguientes pasos
El segundo paso entra de lleno en laboratorio, donde se fabricarán los catalizadores seleccionados por la herramienta de IA.
El tercer paso es la evaluación comparativa. Según la doctora:
“Una vez que hayamos fabricado los materiales, el laboratorio de Freund los probará todos en las mismas condiciones, con protocolos de evaluación comparativa que ha desarrollado el NRC y que utilizan otros laboratorios internacionales.
Esto nos dará una evaluación más realista de lo prometedores que son estos materiales y de si tienen posibilidades de sustituir a los metales preciosos en los componentes de los electrolizadores”.
Otro factor clave en esta etapa es asegurarse de que estos reemplazos sean resistentes a la calidad del agua. Al respecto señala la directora del proyecto:
«Los electrolizadores actuales requieren un cierto estándar de calidad del agua para funcionar.
Tener un catalizador costoso y la necesidad de gastar tanta energía para purificar el agua es una de las pocas razones por las que el hidrógeno verde no es tan competitivo en términos de costos como el hidrógeno gris. La esperanza es que, si los catalizadores son resistentes al agua, eso reducirá el coste del hidrógeno verde”.
Por último, el cuarto paso consiste en probar los catalizadores más prometedores en condiciones reales de agua con la ayuda de un socio industrial, World Energy GH2 en Terranova. Los catalizadores que superen las pruebas con éxito se enviarán a la NRC para realizar más análisis que no sean los que se pueden realizar en Dolhousie.
De cara al futuro
El proyecto de Dalhousie tendrá como resultado un avance en la fabricación de electrolizadores de siguiente generación. Serán más económicos y resistentes a la calidad del agua. Además, si no se necesitaran metales preciosos, se ayudaría a minimizar algunos de los retos asociados con la cadena de suministro.
El proyecto demostrará que es posible reducir el coste de los electrolizadores reduciendo su dependencia de materiales raros. Y eso favorecerá la adopción del hidrógeno verde en la región atlántica.
La investigación sobre hidrógeno del NRC se ha llevado a cabo principalmente en Ontario y Columbia Británica. Por tanto, el proyecto también ofrece la oportunidad de formar a estudiantes de posgrado y a otro personal altamente cualificado de las provincias atlánticas. El proyecto ayudará a fortalecer las colaboraciones entre los laboratorios de Dalhousie y del NRC. Asimismo, a construir un camino hacia futuras oportunidades de avanzar en las tecnologías del hidrógeno verde.
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