El hidrógeno ha sido aclamado como el "combustible del futuro" por varias razones. Primero, en comparación con los hidrocarburos utilizados convencionalmente, el hidrógeno presenta un mayor rendimiento energético. Segundo, el uso comercial de combustible de hidrógeno, que produce solo agua como subproducto, ayudaría a mitigar la inminente crisis del calentamiento global al reducir el uso de combustibles fósiles agotables y contaminantes. Por lo tanto, la investigación en curso se ha centrado en formas eficientes y respetuosas con el medio ambiente de producir combustible de hidrógeno.

La producción de hidrógeno solar a través de una reacción fotoelectroquímica (PEC) de división del agua es un método atractivo 'verde' de producción de combustible de hidrógeno, debido a su potencial de alta eficiencia de conversión, bajas temperaturas de funcionamiento, y rentabilidad. Sin embargo, separación eficiente de gas hidrógeno de una mezcla de gases (llamados gas de síntesis) en diferentes condiciones ambientales, ha demostrado ser un desafío. Un artículo reciente publicado en la revista Tecnología de separación y purificación busca abordar este desafío. En este estudio, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de Nagoya, Japón, dirigido por el profesor Yuji Iwamoto, en colaboración con investigadores en Francia, caracterizó con éxito una nueva membrana que permite la separación altamente selectiva del gas hidrógeno generado a partir de la reacción PEC. El profesor Iwamoto dice:"La separación por membranas es atractiva como tecnología de purificación de gas hidrógeno de bajo costo. Sin embargo, las técnicas actuales enfrentan varios desafíos, por ejemplo, Hinchamiento inducido por agua con membranas de polímero y menor permeabilidad de hidrógeno con metal, polímero, y membranas líquidas soportadas. "

Los investigadores desarrollaron por primera vez una membrana polimérica híbrida orgánico-inorgánica, que consiste principalmente en un polímero llamado policarbosilano (PCS) formado sobre un óxido de aluminio (Al ₂ O ₃ ) soporte poroso a base de. El profesor Iwamoto explica además:"Al utilizar PCS de alto peso molecular con un punto de fusión superior a 200 ° C, demostramos que una membrana PCS superhidrofóbica podría depositarse en un γ-Al mesoporoso ₂ O ₃ -Al macroporoso modificado ₂ O ₃ soporte tubular. "

Después de desarrollar con éxito la membrana PCS, los investigadores lo probaron en condiciones de reacción PEC. Como se hipotetizó, la membrana PCS mostró una alta hidrofobicidad. Es más, bajo el flujo de una mezcla de gases muy húmeda simulada a 50 ° C, la membrana PCS exhibió una excelente selectividad de hidrógeno. Un análisis adicional reveló que la permeación preferencial de hidrógeno a través de la membrana PCS estaba gobernada por el mecanismo de "difusión en estado sólido". En general, independientemente de las condiciones ambientales proporcionadas, la membrana PCS exhibió una separación de gas hidrógeno eficiente.

Con el desarrollo y caracterización de esta nueva membrana PCS, Es inevitable que su adopción comercial no solo facilite el uso de combustible de hidrógeno para las necesidades energéticas, sino que también frene el uso de combustibles fósiles no renovables. El profesor Iwamoto concluye:"Con este desarrollo tecnológico, Esperamos un gran progreso en la producción de hidrógeno sostenible y respetuosa con el medio ambiente ".

Esperemos que el uso de la membrana PCS sea un paso hacia una sociedad basada en el hidrógeno.