Un futuro impulsado por combustible libre de carbono depende de nuestra capacidad de aprovechar y almacenar energía de fuentes renovables pero intermitentes, como la solar y la eólica. Ahora, un nuevo catalizador desarrollado en la Universidad de Toronto Engineering da un impulso a una serie de productos limpiostecnologías energéticas que dependen de la producción de hidrógeno a partir del agua.
Además de ser un ingrediente clave en todo, desde combustible hasta fertilizantes, el hidrógeno tiene un gran potencial como medio de almacenamiento de energía. La idea sería utilizar electricidad renovable para producir hidrógeno a partir del agua, y luego revertir el proceso en una celda de combustible electroquímica, lo que resulta en energía limpia bajo demanda.
"El hidrógeno es una materia prima industrial de gran importancia, pero desafortunadamente hoy se deriva de manera abrumadora de los combustibles fósiles, lo que resulta en una gran huella de carbono", dice el profesor Ted Sargent, autor principal de un artículo en Energía natural que describe el nuevo catalizador. "La electrólisis, la división del agua para producir hidrógeno y oxígeno renovables, es una tecnología convincente, pero necesita mejoras adicionales en eficiencia, costo y longevidad. Este trabajo ofrece una nueva estrategia para perseguirlos de manera críticaobjetivos importantes "
El laboratorio de Sargent se encuentra entre varios grupos de investigación en todo el mundo que compiten por crear catalizadores que reduzcan la cantidad de electricidad necesaria para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Actualmente, los catalizadores de mejor rendimiento dependen del platino, un material de alto costo, y operanbajo condiciones ácidas.
"Nuestro nuevo catalizador está hecho de cobre, níquel y cromo, que son más abundantes y menos costosos que el platino", dice Cao-Thang Dinh, coautor principal del artículo junto con sus colegas investigadores posdoctorales Pelayo García DeArquer y Ankit Jain. "Pero lo más emocionante es que funciona bien en condiciones de pH neutro, lo que abre una serie de posibilidades".
Dinh señala que el agua de mar es la fuente de agua más abundante en la tierra. Pero usar agua de mar con catalizadores tradicionales en condiciones ácidas requeriría que primero se elimine la sal, un proceso intensivo en energía. Operar a pH neutro evita el alto costo dedesalinización.
También podría permitir el uso de microorganismos para fabricar productos químicos como el metanol y el etanol. "Hay bacterias que pueden combinar hidrógeno y CO 2 para producir combustibles de hidrocarburos ", dice García De Arquer." Podrían crecer en la misma agua y absorber el hidrógeno que se está produciendo, pero no pueden sobrevivir en condiciones ácidas ".
Uso de energía renovable para convertir residuos de CO 2 en combustibles u otros productos de valor agregado es el objetivo del NRG COSIA Carbon XPrize. Un equipo del laboratorio de Sargent se encuentra entre los cinco finalistas en la competencia internacional, compitiendo por el gran premio de US $ 7,5 millones.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Aplicadas e Ingeniería de la Universidad de Toronto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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