Los investigadores del Instituto de Tecnología Technion-Israel han desarrollado un nuevo enfoque para la producción de hidrógeno a partir del agua utilizando energía solar. En los resultados publicados en Materiales de la naturaleza , los investigadores explican que este enfoque permitirá producir hidrógeno de manera centralizada en el punto de venta por ejemplo, en una estación de servicio para automóviles eléctricos alimentados por hidrógeno ubicada lejos de la granja solar.se espera que reduzca significativamente el costo de producir el hidrógeno y enviarlo al cliente.
El estudio fue dirigido por Avigail Landman, una estudiante de doctorado en el Programa de Energía Nancy & Stephen Grand Technion GTEP, y el Dr. Hen Dotan del Laboratorio de Materiales y Dispositivos Electroquímicos. La Sra. Landman está trabajando en su doctorado bajo la guíadel Prof. Avner Rothschild de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales, y el Prof. Gideon Grader, Decano de la Facultad de Ingeniería Química.
El hidrógeno se considera uno de los portadores de energía más prometedores para vehículos y varios otros usos debido a sus principales ventajas :
1. El hidrógeno se puede producir a partir del agua y, por lo tanto, la producción no depende del acceso a recursos naturales no renovables.
2. El uso de combustible de hidrógeno reduciría la dependencia de los combustibles fósiles como el petróleo y el gas natural, cuya disponibilidad depende de factores geográficos, políticos y de otro tipo, y aumentaría la energía disponible para la población de la Tierra.
3. A diferencia de los motores diesel y de gasolina que emiten una contaminación considerable en el aire, el único subproducto de la utilización de combustible de hidrógeno es el agua.
Debido a las ventajas del combustible de hidrógeno, muchos países, liderados por Japón, Alemania y Estados Unidos, están invirtiendo grandes sumas de dinero en programas para el desarrollo de tecnologías ecológicas "verdes" para la producción de hidrógeno.Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir del gas natural en un proceso que emite dióxido de carbono al aire, pero también es posible producir hidrógeno a partir del agua dividiendo las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno en un proceso llamado electrólisis. Sin embargo, dado que la producción de electricidadEn sí mismo es un proceso costoso y contaminante, los investigadores del Technion y de todo el mundo están desarrollando una célula fotoelectroquímica PEC que utiliza energía solar para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno directamente, sin la necesidad de una fuente de energía externa.
Los principales desafíos en el desarrollo de las granjas solares PEC para la producción de hidrógeno son 1. mantener el hidrógeno y el oxígeno separados entre sí, 2. recolectar el hidrógeno de millones de células PEC y 3. transportar elhidrógeno al punto de venta.El equipo de Technion resolvió estos desafíos desarrollando un nuevo método para la división del agua PEC.Con este método, el hidrógeno y el oxígeno se forman en dos células separadas: una que produce hidrógeno y otra que produce oxígeno.Esto contrasta con el método convencional, en el que el hidrógeno y el oxígeno se producen dentro de la misma celda, y se separan mediante una membrana delgada que les impide entremezclarse y formar una mezcla inflamable y explosiva.
El nuevo proceso permite la separación geográfica entre la granja solar que consiste en millones de células PEC que producen oxígeno exclusivamente, y el sitio donde se produce el hidrógeno de manera centralizada, rentable y eficiente. Lo lograron con un par de auxiliareselectrodos hechos de hidróxido de níquel, un material económico utilizado en baterías recargables y un cable de metal que los conecta.
"En el presente artículo, describimos un nuevo método para producir hidrógeno a través de la separación física de la producción de hidrógeno y la producción de oxígeno", dice la Sra. Landman. "De acuerdo con nuestra estimación de costos, nuestro método podría competir con éxito con los métodos existentes de división de aguay servir como una plataforma barata y segura para la producción de hidrógeno ".
Pero eso no es todo. Como se dijo, la visión de los investigadores de Technion es la separación geográfica entre los sitios donde se produce el oxígeno y el hidrógeno: en un sitio, habrá una granja solar que recolectará la energía del sol y producirá oxígeno,mientras que el hidrógeno se produce de manera centralizada en otro sitio, a millas de distancia. Por lo tanto, en lugar de transportar hidrógeno comprimido desde el sitio de producción hasta el punto de venta, solo será necesario cambiar los electrodos auxiliares entre los dos sitios.La colaboración con becarios de investigación de Evonik Creavis GmbH y el Instituto de Investigación Solar en el Centro Aeroespacial Alemán DLR, indica el potencial de ahorros significativos en la configuración y los costos operativos de la producción de hidrógeno.
En octubre, la Sra. Landman ganó el primer lugar en la categoría de energía en la competencia de Tesis de tres minutos 3MT celebrada en Australia. En la competencia, realizada por iniciativa de la Universidad de Queensland, los participantes deben presentar una investigación innovadora ensolo tres minutos
El método desarrollado en Technion para separar la producción de hidrógeno y la producción de oxígeno fue la base para el desarrollo de una nueva tecnología de electrólisis de dos etapas. Esta tecnología, desarrollada por el Dr. Hen Dotan, permite la producción de hidrógeno a alta presión y sin precedenteseficiencia, reduciendo así significativamente los costos de producción de hidrógeno. La nueva tecnología se encuentra ahora en su etapa de desarrollo preindustrial.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Tecnología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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