Conceptualización gráfica de la mejora magnética de la división del agua. Crédito:ICIQ
La humanidad ha entrado en territorio inexplorado:CO2 atmosférico 2 los niveles se han disparado a un récord de 415 ppm por primera vez en la historia de la humanidad. La necesidad de encontrar una alternativa sostenible al CO 2 -producir combustibles es urgente. Una de las fuentes energéticas más prometedoras y respetuosas con el medio ambiente es el hidrógeno generado a través de la división del agua. la reacción en la que el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno. Ahora, Investigadores del Instituto de Investigaciones Químicas de Cataluña están acercando un paso más esta economía del hidrógeno de forma inesperada.
En un artículo publicado en Energía de la naturaleza , Científicos de los grupos de Galán-Mascarós y López informan sobre el uso de un imán para potenciar directamente la producción de hidrógeno en agua alcalina mediante la disociación por electrólisis. "La simplicidad del descubrimiento abre nuevas oportunidades para implementar la mejora magnética en la división del agua. Además, el bajo costo de la tecnología la hace adecuada para aplicaciones industriales, "dice Felipe A. Garcés-Pineda, primer autor del artículo.
Tirón magnético
Los investigadores informan que la presencia de un campo magnético externo inducido al acercar un imán de neodimio al electrolizador estimula la actividad electrocatalítica en el ánodo en algunos casos. aumentando la producción de hidrógeno al doble. Los científicos informan que el campo magnético afecta directamente la vía de reacción al permitir la conservación del espín del catalizador activo, lo que a su vez favorece la alineación de espines paralelos de los átomos de oxígeno durante la reacción. Debido al campo magnético externo, esta polarización de espín general mejora la eficiencia del proceso. "Esto demuestra que hay mucho que aprender de los mecanismos de reacción íntimos que tienen lugar en los electrocatalizadores y abre nuevas formas de superar las limitaciones de los sistemas de última generación". "dice Núria López, Líder del grupo ICIQ y coautor del manuscrito.
Las burbujas de hidrógeno se forman a través de la reacción de división del agua a través de un potenciador magnético. Crédito:ICIQ
Hay un aumento observable en la formación de burbujas de hidrógeno cuando el imán se acerca al ánodo. Crédito:ICIQ
Los investigadores estudiaron una variedad de catalizadores en condiciones de trabajo idénticas e informan que la mejora de la actividad catalítica es proporcional a la naturaleza magnética de los catalizadores utilizados para impulsar la reacción de división del agua. Por lo tanto, NiZnFe 4 O X , una ferrita altamente magnética, exhibió el mayor efecto de mejora cuando se le presentó un campo magnético. Esta ferrita también se puede adherir magnéticamente a un soporte de metal de níquel, frenar la necesidad de utilizar aglutinantes para unir catalizadores a un soporte físico.
Gran ciencia para grandes problemas
"El desafío para una economía del hidrógeno no es solo científico, "explica José Ramón Galán-Mascarós, Líder del grupo ICIQ y autor correspondiente del artículo. Dice encontrar soluciones tecnológicas que eviten el uso de metales nobles, como platino o iridio, es el verdadero desafío. También es necesario hacer viable el ciclo energético del hidrógeno. Dado que los metales nobles son caros y extremadamente escasos, su uso limita la ampliación de las tecnologías para la producción en masa. En lugar de, los científicos están buscando alternativas abundantes en la tierra, que ofrecen muy buen desempeño en condiciones alcalinas y permiten una incrustación económicamente viable.
"Después de décadas de investigación científica, el problema sigue en curso y es lo suficientemente grande como para no esperar soluciones fáciles. El desafío de fabricar combustibles sostenibles requiere un esfuerzo multidisciplinario, y ultimamente, colaboración internacional, ", concluye Galán Mascarós.
