Investigadores de la Universidad de Houston y el Instituto de Tecnología de California han informado de un catalizador híbrido de bajo costo capaz de dividir el agua para producir hidrógeno, Apto para comercialización a gran escala.
La mayoría de los sistemas para dividir el agua en sus componentes, hidrógeno y oxígeno, requieren dos catalizadores, uno para estimular una reacción para separar el hidrógeno y un segundo para producir oxígeno. El nuevo catalizador, hecho de fosfuros de hierro y diníquel sobre espuma de níquel disponible comercialmente, realiza ambas funciones.
Los investigadores dijeron que tiene el potencial de reducir drásticamente la cantidad de energía requerida para producir hidrógeno a partir del agua mientras genera una alta densidad de corriente. una medida de la producción de hidrógeno. Los requisitos de energía más bajos significan que el hidrógeno podría producirse a un costo menor.
"Nos acerca a la comercialización, "dijo Zhifeng Ren, M.D. Anderson, profesor de física en la UH y autor principal de un artículo que describe el nuevo catalizador publicado el viernes en Comunicaciones de la naturaleza .
El hidrógeno se considera una fuente deseable de energía limpia, en forma de pilas de combustible para alimentar motores eléctricos o quemadas en motores de combustión interna, junto con una serie de usos industriales. Debido a que se puede comprimir o convertir en líquido, se almacena más fácilmente que otras formas de energía, dijo Ren, quien también es investigador en el Centro de Superconductividad de Texas en la UH.
Pero encontrar una práctica La forma económica y ecológica de producir grandes cantidades de gas hidrógeno, especialmente mediante la división del agua en sus componentes, ha sido un desafío.
La mayor parte del hidrógeno se produce actualmente mediante reformado de metano con vapor y gasificación de carbón; esos métodos aumentan la huella de carbono del combustible a pesar de que se quema limpiamente.
Y aunque los catalizadores tradicionales pueden producir hidrógeno a partir del agua, coautor Shuo Chen, profesor asistente de física en la UH, dijo que generalmente se basan en elementos costosos del grupo del platino. Eso eleva el costo haciendo impracticable la división de agua a gran escala.
"A diferencia de, Nuestros materiales se basan en elementos abundantes en la tierra y presentan un rendimiento comparable al de los materiales del grupo del platino. ", dijo." Se puede ampliar potencialmente a bajo costo, lo que lo hace muy atractivo y prometedor para la comercialización de agua splitting ".
Los investigadores dijeron que el catalizador se mantuvo estable y efectivo durante más de 40 horas de pruebas.
El nuevo catalizador, ellos escribieron, "demuestra ser un excelente catalizador bifuncional para la división general del agua, exhibiendo actividades extremadamente altas de OER (reacción de desprendimiento de oxígeno) y HER (reacción de desprendimiento de hidrógeno) en el mismo electrolito alcalino. En efecto, establece un nuevo récord en electrolizadores de agua alcalina (1,42 V para proporcionar 10 mA cm-2), mientras que a la densidad de corriente comercialmente práctica de 500 mA cm-2 ".
Los catalizadores anteriores han utilizado materiales diferentes para estimular una reacción para producir el hidrógeno que los que se utilizan para producir el oxígeno. Ren dijo que la interacción entre las partículas de fosfuro de hierro y las partículas de fosfuro de diníquel impulsó ambas reacciones. "De alguna manera, un esfuerzo conjunto de los dos materiales es mejor que cualquier material individual, " él dijo.
