Un equipo internacional de científicos dirigido por la Universidad de Adelaide, Australia, ha logrado producir hidrógeno (verde) respetuoso con el medio ambiente mediante la electrólisis del agua de mar, sin su purificación previa a partir de microorganismos y sin la adición de productos químicos, informó Xinhua.
Zheng Yao, uno de los autores del estudio, señala que se logró un rendimiento comparable al de la tecnología convencional.
El uso de grandes cantidades de agua de alta pureza para la producción de hidrógeno puede agravar la escasez de recursos de agua dulce. El agua de mar es abundante, pero debe desalinizarse antes de su uso en electrolizadores de membrana de intercambio de protones (PEM). Aquí informamos la electrólisis directa de agua de mar real que no ha sido alcalinizada ni acidificada, logrando una estabilidad a largo plazo superior a 100 h a 500 mA cm−2 y un rendimiento similar al de un electrolizador PEM típico que funciona con agua de alta pureza.
Esto se logra introduciendo una capa de ácido de Lewis (por ejemplo, Cr2O3) sobre catalizadores de óxidos de metales de transición para dividir dinámicamente las moléculas de agua y capturar aniones hidroxilo. Tal alcalinidad local generada in situ facilita la cinética de las reacciones de ambos electrodos y evita el ataque de cloruro y la formación de precipitados en los electrodos.
Un electrolizador de agua de mar natural de tipo flujo con electrodos modificados con ácido de Lewis (Cr2O3-ArrulloX) exhibe la densidad de corriente requerida industrialmente de 1.0 A cm−2 a 1,87 V y 60 °C.
—Guo et al.
El hidrógeno puro se produce al dividir el agua en oxígeno e hidrógeno, un proceso conocido como electrólisis. Sin embargo, las tecnologías existentes requieren un alto grado de purificación del agua como materia prima, lo que requiere el uso de aditivos químicos, por ejemplo, álcali.
La nueva investigación, en la que también participaron científicos de China y EE. UU., muestra que la electrólisis se puede lograr con agua de mar sin purificación previa y sin la adición de productos químicos.
“Utilizamos agua de mar como material de partida sin necesidad de utilizar ningún proceso de pretratamiento, como desalinización, purificación o alcalinización por ósmosis inversa”, explican los investigadores.
La creciente demanda de hidrógeno para reemplazar parcial o totalmente la energía de los combustibles fósiles aumentará significativamente la escasez de recursos de agua dulce cada vez más limitados.
“Nuestro trabajo proporciona una solución para el uso directo de agua de mar sin sistemas de pretratamiento y adición de álcali, que muestra un rendimiento similar al de las tecnologías existentes”, agregaron los científicos.
El hidrógeno es ampliamente considerado como el combustible ideal de cero emisiones del futuro.
Recursos
- Guo, J., Zheng, Y., Hu, Z. et al. (2023) «Electrólisis directa del agua de mar ajustando el entorno de reacción local de un catalizador». Energía natural hacer: 10.1038/s41560-023-01195-x
Foto de Ekrulila: https://www.pexels.com/photo/dark-blue-sea-water-in-daylight-8093686/
