Un descubrimiento realizado por investigadores de la Universidad Curtin de Australia Occidental ha abierto la puerta a un método potencialmente más barato y eficiente de producción de hidrógeno renovable a gran escala.
La investigación, detallada en un artículo publicado en la revista Nano Energy, se propuso explorar alternativas a los catalizadores de metales preciosos, como el platino, que actualmente se utiliza para acelerar la reacción cuando se usa electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, conocido como electrólisis.
"Para superar la potencia limitada de los dispositivos de energía como los electrolizadores de agua alcalina, la construcción de materiales activos con un rendimiento de reacción de evolución de oxígeno (REA) drásticamente mejorado es de gran importancia", dice el resumen del estudio.
El equipo, dirigido por Guohua Jia, de la Escuela de Ciencias Moleculares y de la Vida de Curtin, descubrió que el uso de una estrategia de dopaje inducida por difusión de iones para níquel y cobalto para catalizadores más baratos y previamente ineficaces mejoró su rendimiento.
Esta creación de un catalizador de alto rendimiento utilizando materiales de bajo costo no solo redujo la cantidad de energía requerida para dividir el agua, sino que también aumentó el rendimiento de hidrógeno renovable producido, encontró el equipo.
“Nuestra investigación esencialmente nos vio tomar nanocristales de hierro-azufre bidimensionales, que generalmente no funcionan como catalizadores para la reacción impulsada por la electricidad que obtiene hidrógeno del agua, y agregamos pequeñas cantidades de iones de níquel y cobalto”, dijo Jia .
"Cuando hicimos esto, transformó por completo el hierro-azufre de bajo rendimiento en un catalizador viable y eficiente".
Jia dijo que el uso de estos materiales más abundantes era más barato y más eficiente que el material de referencia actual, el óxido de rutenio, que se deriva del elemento rutenio y es caro.
“Nuestros hallazgos no solo amplían la 'paleta' existente de posibles combinaciones de partículas, sino que también introducen un catalizador nuevo y eficiente que puede ser útil en otras aplicaciones”.
Jia agregó que pensaba que los avances en la producción de hidrógeno a partir de electricidad ayudarían a acelerar la transición de Australia a las energías renovables.
“Solo el 21% de la energía se produce a partir de energías renovables en el mercado energético nacional, lo que indica claramente que se requieren más esfuerzos por parte de Australia para hacer una transición de los combustibles fósiles a la energía limpia”, dijo Jia.
"Pero este cambio solo es posible cuando el conocimiento del sector de la investigación se traduce en soluciones y aplicaciones del mundo real en el sector energético".
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