El hidrógeno gaseoso es el combustible ecológico perfecto:se puede extraer del agua y no contamina. Pero aunque el hidrógeno es el elemento más abundante del universo, no ocurre naturalmente en grandes cantidades como gas en la Tierra.

El hidrógeno gaseoso es el combustible ecológico perfecto:se puede extraer del agua y no contamina. Pero aunque el hidrógeno es el elemento más abundante del universo, no ocurre naturalmente en grandes cantidades como gas en la Tierra.

Ha comenzado la carrera para encontrar barato eficiente, formas no contaminantes de generar y almacenar hidrógeno. Se sabe desde hace mucho tiempo que una corriente eléctrica hará que los elementos del agua (hidrógeno y oxígeno) se dividan para producir gases de hidrógeno y oxígeno en un proceso conocido como electrólisis. Este proceso también se puede revertir para generar electricidad cuando los gases de hidrógeno y oxígeno interactúan en una celda de combustible (la NASA ha utilizado celdas de combustible para alimentar satélites y cápsulas espaciales desde la década de 1960).

Hasta hace poco, el costo de la electricidad ha sido un obstáculo para la producción de cantidades industriales de gas hidrógeno a través de la electrólisis. Pero las tecnologías de electricidad renovable de bajo costo han eliminado esta barrera.

Otro obstáculo es que la división eficiente del agua en gases de hidrógeno y oxígeno ha requerido catalizadores de metales raros y costosos como el platino y el iridio. El iridio es uno de los elementos más raros y costosos de la Tierra; a menudo es transportado aquí por meteoritos. E incluso los catalizadores a base de iridio más estables solo pueden resistir la electrólisis durante un corto período de tiempo.

"Si aumenta la temperatura mientras se ejecuta la electrólisis del agua, el catalizador a base de iridio se disolverá y lo perderá, "explica el Dr. Alexandr Simonov de la Escuela de Química Monash." Esto es lo peor que puede pasar, para disolver algo que cuesta cientos de dólares el gramo. También puede entrar en otros componentes de su dispositivo electrolítico, contaminándolos e impidiendo que funcionen correctamente ".

Los primeros electrolizadores de agua usaban agua alcalina, y este sigue siendo el enfoque tradicional, Dice el Dr. Simonov. Pero la tecnología más avanzada y eficiente utiliza un entorno ácido, utilizando electrolitos de estado sólido, desafortunadamente, los catalizadores no pueden soportar este entorno por mucho tiempo.

Dr. Simonov y miembros de su equipo de investigación, incluyendo al Dr. Manjunath Chatti y James Gardiner, han hecho un descubrimiento con un enorme potencial para resolver el problema de la inestabilidad, hacer que la generación de hidrógeno por electrólisis de agua sea más viable económicamente.

"Estamos reemplazando el iridio con elementos que son abundantes, barato, y operar de una manera más estable, "Dice el Dr. Simonov." Hemos demostrado su estabilidad en condiciones muy ácidas y hasta 80 ° C, que es una temperatura industrialmente relevante. No logramos absolutamente ninguna degradación ".

El Dr. Simonov describe el sistema que está desarrollando con su equipo como "autocurativo". Porque todos los metales, incluso el iridio, se disuelven durante la electrólisis, los investigadores se preguntaron si el material disuelto podría volver a depositarse en el electrodo durante la operación.

"Resultó que puede, ", dice." Hemos producido una superficie de electrodo altamente activa basada en abundantes metales que mantiene tasas de división de agua industrialmente relevantes. "La alta temperatura y el ambiente fuertemente ácido" hacen que nuestro trabajo más reciente sea diferente de casi todos en el mundo científico, y nos acerca a la aplicación industrial, " él dice.

La Agencia Australiana de Energías Renovables (ARENA) está financiando más investigaciones, con el objetivo de producir mayores eficiencias y desarrollar un proceso de fabricación de electrodos escalable, apto para la industria. El Dr. Simonov y su equipo están trabajando para lograr este objetivo con el profesor de química Monash Douglas MacFarlane y colaboradores de la Universidad Nacional de Australia. El profesor Antonio Tricoli y el profesor Yun Liu.

Australia, con su abundante sol y viento, tiene el potencial de convertirse en una superpotencia de energía renovable. Al usar electrólisis, El gas de hidrógeno podría crearse a partir del exceso de electricidad generada por grandes proyectos de electricidad renovable. Este hidrógeno podría usarse como combustible dentro de Australia y exportarse a países hambrientos de alternativas de combustibles fósiles.

Los autobuses impulsados ​​por hidrógeno están ahora en las carreteras de Brasil, y Corea del Sur y Japón ya han demostrado un fuerte compromiso con la adopción de vehículos propulsados ​​por hidrógeno y el hidrógeno como su principal portador de energía.

El ministro de Recursos Federales, Matt Canavan, firmó esta semana una carta de intención con Corea del Sur para desarrollar un plan de hidrógeno antes de fin de año. señalando la intención del gobierno australiano de ampliar el potencial de exportación. El impulso coincide con la publicación de un informe de Geociencia Australia que nombra al país como un futuro "líder mundial" en el campo.

Pero el gas hidrógeno es muy combustible, y transportarlo presenta algunos desafíos. Una posibilidad futura es convertir el gas en amoníaco. Este objetivo también está siendo explorado por el Dr. Simonov y sus colegas dentro del Proyecto Monash Ammonia dirigido por el profesor MacFarlane.

El Dr. Simonov dice que mientras tanto, El proveedor de energía AGL está investigando cómo se puede escalar el avance de la electrólisis para agregar hidrógeno producido de manera sostenible a las líneas de gas natural en Australia. como forma de reducir las emisiones de carbono. El hidrógeno ya se está utilizando de esta manera en el hemisferio norte, Dice el Dr. Simonov. Otra empresa australiana líder que demuestra un gran interés en las tecnologías de hidrógeno es Woodside, que ha realizado inversiones sustanciales en la investigación de Monash.

El Dr. Simonov y el profesor MacFarlane también están colaborando con una empresa australiana emergente, Soluciones energéticas ANT, que está desarrollando un electrolizador de hidrógeno portátil con financiación del Programa de Centros de Investigación Cooperativa. Una unidad portátil podría cargarse en un camión y transportarse a cualquier lugar donde haya energía renovable barata disponible. Dice el Dr. Simonov.