El agua de mar es aproximadamente el 96% de toda el agua de la Tierra, lo que la convierte en un gran recurso para satisfacer la creciente necesidad mundial de agua potable limpia y energía verde. Y los científicos ya tienen la capacidad técnica para desalar el agua de mar y dividirla para producir hidrógeno, que se demanda como fuente de energía limpia.
Los sistemas actuales requieren múltiples pasos realizados a altas temperaturas durante un largo periodo de tiempo para producir un catalizador con la eficiencia necesaria. Esto requiere cantidades considerables de energía y eleva el coste.
Investigadores de la Universidad de Houston han presentado un catalizador que tarda sólo unos minutos en crecer a temperatura ambiente sobre una espuma de níquel disponible en el mercado.
Zhifeng Ren, director del Centro de Superconductividad de Texas (TcSUH) y autor del artículo, afirma que una producción rápida y de bajo coste es fundamental para la comercialización.
Cualquier descubrimiento o desarrollo tecnológico, por muy bueno que sea, tendrá un coste final muy importante. Si el coste es prohibitivo, no llegará al mercado. En este trabajo, hemos encontrado una forma de reducir el coste para que la comercialización sea más fácil y aceptable para los clientes.
Zhifeng Ren.
El grupo de investigación de Ren y otros han informado anteriormente de un compuesto de níquel-hierro-(oxi)hidróxido como catalizador para dividir el agua de mar, pero la producción del material requería un largo proceso llevado a cabo a temperaturas de entre 300ºC y 600ºC, o tan altas como 1.100 grados Fahrenheit. El elevado coste de la energía lo hacía inviable para su uso comercial, y las altas temperaturas degradaban la integridad estructural y mecánica de la espuma de níquel, por lo que la estabilidad a largo plazo era un problema, dijo Ren, que también es profesor de física M.D. Anderson en la UH.
Para abordar tanto el coste como la estabilidad, los investigadores descubrieron un proceso para utsar níquel-hierro-(oxi)hidróxido en la espuma de níquel, dopado con una pequeña cantidad de azufre para producir un catalizador eficaz a temperatura ambiente en cinco minutos. Trabajar a temperatura ambiente redujo el coste y mejoró la estabilidad mecánica, dijeron.
Para impulsar la economía del hidrógeno, es crucial desarrollar metodologías rentables y sencillas para sintetizar catalizadores de (oxi)hidróxido a base de NiFe para la electrólisis de agua de mar de alto rendimiento. En este trabajo, desarrollamos un enfoque para fabricar catalizadores de (oxi)hidróxido de Ni/Fe altamente porosos y dopados a partir de espuma de Ni comercial en 1 a 5 minutos a temperatura ambiente.
Zhifeng Ren.
Ren dijo que una de las claves del enfoque de los investigadores fue la decisión de utilizar una reacción química para producir el material deseado, en lugar del enfoque tradicional de transformación física que consume energía.
Más información: pubs.rsc.org
Vía www.uh.edu
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