Los científicos del Trinity College Dublin han dado un paso de gigante hacia la resolución de un acertijo que proporcionaría al mundo energía limpia y completamente renovable de la cual el agua sería el único producto de desecho.
Reducir el dióxido de carbono CO de la humanidad 2 las emisiones son posiblemente el mayor desafío al que se enfrenta la civilización del siglo XXI, especialmente dada la población mundial en constante aumento y las mayores demandas de energía que la acompañan.
Un rayo de esperanza es la idea de que podríamos usar electricidad renovable para dividir el agua H 2 O para producir hidrógeno rico en energía H 2 , que luego podría almacenarse y utilizarse en pilas de combustible.Esta es una perspectiva especialmente interesante en una situación en la que las fuentes de energía eólica y solar producen electricidad para dividir el agua, ya que esto nos permitiría almacenar energía para usar cuando esas fuentes renovables no estén disponibles.
El problema esencial, sin embargo, es que el agua es muy estable y requiere una gran cantidad de energía para romperse. Un obstáculo particularmente importante para superar es la energía o el "sobrepotencial" asociado con la producción de oxígeno, que es la reacción del cuello de botellaen la división del agua para producir H 2 .
Aunque ciertos elementos son efectivos para dividir el agua, como el rutenio o el iridio dos de los llamados metales nobles de la tabla periódica, estos son prohibitivamente costosos para su comercialización. Otras opciones más baratas tienden a sufrir en términos de eficiencia.y / o su robustez. De hecho, en la actualidad, nadie ha descubierto catalizadores que sean rentables, altamente activos y robustos durante períodos de tiempo significativos.
Entonces, ¿cómo resuelves ese acertijo? Detente antes de imaginarte batas de laboratorio, vasos, vasos de precipitados y olores raros; este trabajo se hizo completamente a través de una computadora.
Al reunir a químicos y físicos teóricos, el equipo de Trinity detrás del último avance combinó la inteligencia química con computadoras muy poderosas para encontrar uno de los "santos griales" de la catálisis.
El equipo, dirigido por el profesor Max García-Melchor, hizo un descubrimiento crucial al investigar moléculas que producen oxígeno: la ciencia había estado subestimando la actividad de algunos de los catalizadores más reactivos y, como resultado, el temido obstáculo "sobrepotencial" ahoraParece más fácil de aclarar. Además, al refinar un modelo teórico aceptado desde hace mucho tiempo que se utiliza para predecir la eficiencia de los catalizadores de división del agua, han facilitado enormemente a las personas o supercomputadoras la búsqueda del escurridizo catalizador "bala verde".
El autor principal, Michael Craig, Trinity, está emocionado de poner en práctica esta información. Dijo: "Sabemos lo que necesitamos optimizar ahora, por lo que es solo un caso de encontrar las combinaciones correctas".
El equipo apunta ahora a usar inteligencia artificial para poner una gran cantidad de metales y ligandos abundantes en la tierra que los unen para generar los catalizadores en un crisol antes de evaluar cuál de las combinaciones casi infinitas es la más prometedora.
En combinación, lo que antes parecía un lienzo vacío ahora se parece más a una pintura por números, ya que el equipo ha establecido principios fundamentales para el diseño de catalizadores ideales.
El profesor Max García-Melchor agregó: "Dada la necesidad cada vez más urgente de encontrar soluciones de energía verde, no es de extrañar que los científicos, durante algún tiempo, hayan estado buscando un catalizador mágico que nos permitiera dividir el agua electroquímicamente a un costo"De manera efectiva y confiable. Sin embargo, no es exagerado decir que antes tal cacería era como buscar una aguja en un pajar. Aún no hemos llegado a la meta, pero hemos reducido significativamente el tamaño del pajar yestamos convencidos de que la inteligencia artificial nos ayudará a aspirar mucho del heno restante ".
También enfatizó que: "Esta investigación es muy emocionante por varias razones y sería increíble jugar un papel en hacer del mundo un lugar más sostenible. Además, esto muestra lo que puede suceder cuando los investigadores de diferentes disciplinas se unena aplicar su experiencia para intentar solucionar un problema que nos afecta a todos y cada uno de nosotros ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Trinity College Dublín . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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