En la última década, varias marcas de coches están apostando fuerte por la pila de combustible como alternativa para una movilidad cero emisiones, pero aún se ha de encontrar la forma más eficiente para producir hidrógeno verde. En este sentido, una investigación reciente de la Universidad de Curtin podría llegar a cambiar las reglas del juego.
A través de varios experimentos, los investigadores han identificado un nuevo electrocatalizador para producir hidrógeno verde a partir del agua, más barato y eficaz, que podría abrir algún día nuevas vías para la producción de energía limpia a gran escala.
El hidrógeno verde: uno de los combustibles del futuro
El hidrógeno es el elemento químico más abundante de la naturaleza, pero no se encuentra de forma libre en el medio ambiente, sino que siempre se encuentra asociado a otros elementos como el agua (H₂O) o el Metano (CH₄). Así, para para poder ser utilizado en aplicaciones energéticas, primero es necesario liberarlo o separarlo del resto de elementos.
Pese a que en la última década ha comenzado a tener más protagonismo, la relación del hidrógeno con la industria viene de lejos: este gas se ha empleado como combustible desde principios del siglo XIX para coches, dirigibles e incluso naves espaciales. Y es que es una fuente de energía limpia que solo emite vapor de agua y no deja residuos en el aire, a diferencia del carbón y el petróleo.
Desde 1975, su demanda global como combustible ha aumentado exponencialmente hasta llegar a los 110 millones de toneladas anuales registrados en 2019, según la Agencia Internacional de la Energía (IEA).
La descarbonización a nivel mundial favorecerá el desarrollo de nuevas formas de producción de hidrógeno verde, sin duda uno de los combustibles del futuro y una de las grandes alternativas a la electrificación (no solo en cuanto a movilidad, sino también para determinados procesos industriales o para el transporte pesado).
Un método que podría cambiarlo todo
Hasta ahora, normalmente los científicos empleaban catalizadores de metales preciosos como el platino para acelerar la reacción de división del agua en hidrógeno y oxígeno. Pero a través de la reciente investigación de la Universidad de Curtin (con campus en Australia, Dubai, Malasia, Mauricio y Singapur) se ha conseguido una forma más barata, sostenible y eficaz para dividir el agua y aumentar el rendimiento del hidrógeno.
El investigador principal de estos estudios, el Dr. Guohua Jia de la facultad de Ciencias Moleculares y de la Vida de Curtin en Australia, cree que este descubrimiento podría tener implicaciones de gran alcance para la generación de combustible verde sostenible en el futuro.
“Para nuestra investigación hemos tomado nanocristales bidimensionales de hierro y azufre -que no suelen funcionar como catalizadores para la reacción eléctrica que obtiene hidrógeno del agua-, y les hemos añadido pequeñas cantidades de iones de níquel y cobalto”, ha explicado Jia. Así, se transforma por completo el hierro-azufre, de escaso rendimiento, en un catalizador viable y eficaz.
Utilizar estos materiales más abundantes es más barato y eficiente que el actual material de referencia, el óxido de rutenio, que deriva del elemento rutenio y es más caro. Los hallazgos del equipo de Curtin no sólo amplían la paleta existente de posibles combinaciones de partículas, sino que también introducen un nuevo y eficiente catalizador que puede ser útil en otras aplicaciones.
Además, "abre nuevas vías para futuras investigaciones en el sector energético, situando a Australia en la vanguardia de la investigación y las aplicaciones de las energías renovables y limpias", según Jia. Los próximos pasos serán ampliar y probar el trabajo del equipo a mayor escala para comprobar su viabilidad comercial.
El Dr. Jia apuntó que solo el 21% de la energía se produce a partir de energías renovables en el mercado energético australiano, “lo que indica claramente que se necesitan más esfuerzos por parte de Australia para hacer la transición de los combustibles fósiles a las energías limpias".
Este cambio “solo es posible cuando los conocimientos del sector de la investigación se traducen en soluciones y aplicaciones del mundo real en el sector energético” tal y como han apuntado Jia y sus colaboradores: la investigadora Franca Jones, de la facultad de Ciencias Moleculares y de la Vida de Curtin, y el profesor Zongping Shao, de la Escuela de Minas de Australia.
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