La investigadora de doctorado Yemima Ehrnst sostiene un sencillo dispositivo acústico utilizado para aumentar radicalmente la producción de hidrógeno durante la electrólisis.
Investigadores del RMIT afirman haber logrado una producción ecológica de hidrógeno más barata y eficiente desde el punto de vista energético gracias a una nueva técnica de electrólisis potenciada por ondas sonoras. Con estas vibraciones de alta frecuencia activas, la electrólisis estándar produce 14 veces más hidrógeno.
Allí donde las baterías no pueden transportar suficiente energía o tardan demasiado en cargarse, el hidrógeno verde se perfila como un importante combustible de cero emisiones que transporta una mayor densidad de electrones y permite un rápido repostaje. El hidrógeno verde se crea mediante electrólisis, que divide las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno utilizando energía renovable para atraer cada gas a un electrodo diferente, donde el hidrógeno puede capturarse, comprimirse y almacenarse.
Entonces, ¿por qué este proceso funciona mucho mejor cuando el equipo del RMIT reproduce una onda sonora híbrida de 10 MHz? Varias razones, según un trabajo de investigación que acaba de publicarse en la revista Advanced Energy Materials.
En primer lugar, hacer vibrar el agua tiene el efecto de «frustrar» las moléculas de agua más cercanas a los electrodos, sacándolas de las redes tetraédricas en las que tienden a instalarse. El resultado es un mayor número de moléculas de agua «libres» que pueden entrar en contacto con los sitios catalíticos de los electrodos.
En segundo lugar, como los gases separados se acumulan en forma de burbujas en cada electrodo, las vibraciones las liberan. Eso acelera el proceso de electrólisis, porque esas burbujas bloquean el contacto del electrodo con el agua y limitan la reacción. El sonido también ayuda generando hidronio (iones de agua con carga positiva) y creando corrientes de convección que contribuyen a la transferencia de masa.
En sus experimentos, los investigadores optaron por utilizar electrodos que suelen funcionar bastante mal. La electrólisis suele realizarse con metales raros y caros, como el platino o el iridio, y electrolitos fuertemente ácidos o básicos para obtener las mejores velocidades de reacción, pero el equipo del RMIT utilizó electrodos de oro, más baratos, y un electrolito con un pH neutro. En cuanto el equipo activó las vibraciones sonoras, la densidad de corriente y la velocidad de reacción se multiplicaron por un notable factor de 14.
No se trata de una situación en la que, por una cantidad dada de energía en un electrolizador, se obtiene 14 veces más hidrógeno. Es una situación en la que el agua se divide en hidrógeno y oxígeno más rápida y fácilmente. Y eso tiene un efecto impresionante en la eficiencia global de un electrolizador.
Con nuestro método, podemos mejorar potencialmente la eficiencia de la conversión, lo que supone un ahorro energético neto positivo del 27%.
Leslie Yeo, uno de los investigadores principales.
Entre reacciones más rápidas, ahorro de energía y materiales y electrolitos mucho más baratos, el equipo cree que su trabajo podría ayudar a bajar el precio del hidrógeno verde.
Vía Good vibrations turbo charge green hydrogen production – RMIT University
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