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| El equipo de investigación de RMIT está trabajando para producir hidrógeno a partir de agua de mar, sin necesidad de desalinización. Crédito: RMIT |
El hidrógeno tiene el potencial de ser una de las mejores alternativas a los combustibles fósiles, con emisiones netas nulas. Sin embargo, el uso de agua dulce para producir hidrógeno a gran escala es, en última instancia, una amenaza para la supervivencia de la vida, ya que pone a prueba las limitadas reservas de agua dulce.
El agua de mar, una fuente ilimitada, puede ser una alternativa, pero su naturaleza rica en sal provoca corrosión e introduce varias reacciones competitivas, lo que dificulta su uso. La desalinización necesaria del agua de mar antes de utilizarla en un electrolizador no sólo consume mucha energía y es costosa, sino que además deja una huella de carbono.
Para solucionar este problema, investigadores de la Universidad RMIT han desarrollado un método más barato y eficiente desde el punto de vista energético para producir hidrógeno verde directamente a partir del agua de mar. El nuevo método divide el agua de mar directamente en hidrógeno y oxígeno, evitando así la necesidad de desalinización y sus costes, consumo de energía y emisiones de carbono asociados.
"Sabemos que el hidrógeno tiene un inmenso potencial como fuente de energía limpia, sobre todo para las muchas industrias que no pueden pasar fácilmente a ser alimentadas por energías renovables", ha declarado el Dr. Nasir Mahmood, investigador principal del RMIT. "Pero para ser realmente sostenible, el hidrógeno que utilicemos debe estar libre de carbono al 100% durante todo el ciclo de vida del producto y no debe mermar las valiosas reservas de agua dulce del planeta".
"Nuestro método para producir hidrógeno directamente a partir del agua de mar es sencillo, escalable y mucho más rentable que cualquier otro método de producción de hidrógeno ecológico existente en el mercado. Con un mayor desarrollo, esperamos que esto pueda avanzar en el establecimiento de una próspera industria de hidrógeno verde en Australia."
Para fabricar hidrógeno verde se utiliza un electrolizador que envía una corriente eléctrica a través del agua para dividirla en los elementos que la componen: hidrógeno y oxígeno. En la actualidad, estos electrolizadores utilizan catalizadores caros y consumen mucha energía y agua. Se necesitan unos nueve litros para producir un kilogramo de hidrógeno. Además, emiten una gran cantidad de cloro tóxico, según los investigadores del RMIT.
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| Arriba: el catalizador promete ser barato y fácil de fabricar a escala. Abajo: la reacción de evolución de hidrógeno (HER) y la reacción de evolución de oxígeno (OER) en los electrodos. Crédito: RMIT |
"El mayor obstáculo de utilizar agua de mar es el cloro, que puede producirse como subproducto", explica Mahmood. "Si quisiéramos satisfacer las necesidades mundiales de hidrógeno sin resolver antes este problema, produciríamos 240 millones de toneladas anuales de cloro, es decir, entre tres y cuatro veces más de lo que el mundo necesita en cloro. No tiene sentido sustituir el hidrógeno fabricado con combustibles fósiles por una producción de hidrógeno que podría estar dañando nuestro medio ambiente de otra manera. Nuestro proceso no sólo omite el dióxido de carbono, sino que además no produce cloro".
El nuevo método ideado por el equipo del RMIT utiliza un tipo especial de catalizador desarrollado para funcionar específicamente con agua de mar. Los nuevos catalizadores, muy eficaces y estables, consumen muy poca energía y pueden utilizarse a temperatura ambiente.
A diferencia de la mayoría de los catalizadores experimentales, que son complejos y difíciles de escalar, el nuevo enfoque se centró en cambiar la química interna de los catalizadores mediante un método sencillo. Esto hace que sean relativamente fáciles de producir a gran escala, por lo que pueden sintetizarse fácilmente a escala industrial.
Los investigadores afirman que su tecnología promete reducir significativamente el coste de los electrolizadores hasta hacerlo competitivo con el hidrógeno obtenido a partir de combustibles fósiles. El siguiente paso de la investigación es el desarrollo de un prototipo de electrolizador que combine una serie de catalizadores para producir grandes cantidades de hidrógeno. También están trabajando con socios industriales para desarrollar aspectos de esta tecnología.
Fuentes, créditos y referencias: