Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington han encontrado una manera de crear más eficientemente hidrógeno a partir del agua, una clave importante para hacer viable la producción y el almacenamiento de energía renovable.
Los investigadores, dirigidos por los profesores Yuehe Lin y Scott Beckman en la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales, han desarrollado un catalizador a partir de materiales de bajo costo. Se desempeña tan bien o mejor que los catalizadores hechos de metales preciosos que se utilizan para el proceso.
El trabajo se publica en la revista Materiales de energía avanzada .
Almacenamiento de energía limpia
La conversión de energía es una clave para la economía de energía limpia. Debido a que las fuentes solares y eólicas producen energía solo de manera intermitente, existe una necesidad crítica de formas de almacenar y ahorrar la electricidad que generan.
Una de las ideas más prometedoras para almacenar energía renovable es utilizar el exceso de electricidad generada por las energías renovables para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno; el hidrógeno se puede alimentar a los vehículos con celdas de combustible.
"La producción de hidrógeno por electrólisis del agua es la forma más ecológica de convertir la electricidad en combustible químico", dijo Junhua Song, un estudiante de doctorado de la WSU que sintetizó el catalizador y realizó la mayor parte del trabajo experimental.
Energía, materiales prohibitivamente caros
Sin embargo, las industrias no han utilizado ampliamente el proceso de división del agua debido al costo prohibitivo de los catalizadores de metales preciosos que se requieren, generalmente platino o rutenio.
Muchos de los métodos para dividir el agua también requieren demasiada energía, o los materiales requeridos se descomponen demasiado rápido. En cambio, las industrias generalmente usan un proceso basado en combustibles fósiles para producir hidrógeno para celdas de combustible, que genera emisiones dañinas de gases de efecto invernadero.
Para su catalizador, el equipo de investigación de WSU agregó nanopartículas de cobre relativamente barato a un marco basado en cobalto. El nuevo catalizador pudo conducir la electricidad mejor que los catalizadores de metales preciosos comúnmente utilizados. Produjo oxígeno mejor que los catalizadores comerciales existentes y produjohidrógeno a una velocidad comparable
modelado de catalizador, experimentación empleada
Los investigadores utilizaron modelos teóricos y evaluaciones experimentales para demostrar y ajustar la efectividad de su catalizador.
"El modelado ayudó a los investigadores a comprender a nivel atómico cómo los átomos de cobre mejoran el catalizador, lo que ayudó a elegir y ajustar con precisión los elementos para mejorar el rendimiento", dijo Beckman.
"El equipo de investigación ha proporcionado una nueva perspectiva en el diseño y la mejora de catalizadores basados en metales no preciosos para la producción de hidrógeno", dijo Lin. "Este catalizador allanará el camino para el desarrollo de producción de hidrógeno de alto rendimiento basada en electrólisisaplicaciones "
Los investigadores buscan financiación externa para ampliar su trabajo. Esperan mejorar la estabilidad y la eficiencia del catalizador.
El trabajo está en consonancia con los Grandes Desafíos de WSU, un conjunto de iniciativas de investigación dirigidas a grandes problemas sociales. Es particularmente relevante para el desafío de los recursos sostenibles y su tema de satisfacer las necesidades de energía mientras se protege el medio ambiente.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Washington . Original escrito por Tina Hilding. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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