El hidrógeno ha sido aclamado como el "combustible del futuro" por varias razones. En primer lugar, en comparación con los hidrocarburos utilizados convencionalmente, el hidrógeno presenta un mayor rendimiento energético. En segundo lugar, el uso comercial de combustible de hidrógeno, que solo produce agua como subproductoproducto, ayudaría a mitigar la inminente crisis de calentamiento global al reducir el uso de combustibles fósiles agotables y contaminantes. Por lo tanto, la investigación en curso se ha centrado en formas eficientes y respetuosas con el medio ambiente para producir combustible de hidrógeno.
La producción de hidrógeno solar mediante reacción fotoelectroquímica PEC de separación de agua es un método atractivo "verde" de producción de combustible de hidrógeno, debido a su potencial de alta eficiencia de conversión, bajas temperaturas de funcionamiento y rentabilidad. Sin embargo, la separación eficiente del hidrógenogas de una mezcla de gases llamado "gas de síntesis" en diferentes condiciones ambientales, ha demostrado ser un desafío. Un artículo reciente publicado en la revista Tecnología de separación y purificación busca abordar este desafío. En este estudio, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Nagoya, Japón, dirigido por el profesor Yuji Iwamoto, en colaboración con investigadores en Francia, caracterizó con éxito una nueva membrana que permite la separación altamente selectiva de gas hidrógenogenerado a partir de la reacción de PEC. El profesor Iwamoto dice: "La separación de membranas es atractiva como tecnología de purificación de gas de hidrógeno de bajo costo. Sin embargo, las técnicas actuales enfrentan varios desafíos, por ejemplo, hinchamiento inducido por agua con membranas de polímero y menor permeabilidad de hidrógeno con metal, polímero y membranas líquidas soportadas ".
Los investigadores desarrollaron por primera vez una membrana polimérica híbrida orgánico-inorgánica, que consta principalmente de un polímero llamado "policarbosilano" PCS formado sobre un soporte poroso a base de óxido de aluminio Al2O3.PCS de peso molecular con un punto de fusión por encima de 200 ° C, demostramos que una membrana de PCS superhidrofóbica podría depositarse sobre un soporte tubular de? -Al2O3 macroporoso modificado con? -Al2O3 mesoporoso ".
Después de desarrollar con éxito la membrana PCS, los investigadores la probaron en condiciones de reacción PEC. Según la hipótesis, la membrana PCS mostró una alta hidrofobicidad. Además, bajo el flujo de una mezcla de gas altamente húmeda simulada a 50 ° C, la membrana PCS exhibió una excelenteselectividad de hidrógeno. Un análisis adicional reveló que la permeación preferencial de hidrógeno a través de la membrana PCS se regía por el mecanismo de "difusión en estado sólido". En general, independientemente de las condiciones ambientales proporcionadas, la membrana PCS exhibió una separación eficiente del gas hidrógeno.
Con el desarrollo y la caracterización de esta nueva membrana PCS, es inevitable que su adopción comercial no solo facilite el uso de combustible de hidrógeno para las necesidades energéticas, sino que también frene el uso de combustibles fósiles no renovables. El profesor Iwamoto concluye: "Con este desarrollo tecnológico, esperamos un gran progreso en la producción de hidrógeno sostenible y respetuosa con el medio ambiente ".
¡Esperemos que el uso de la membrana PCS sea un paso hacia una sociedad basada en el hidrógeno!
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Nagoya . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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