Los investigadores han descubierto una forma de utilizar los desechos de la minería como parte de un catalizador potencial más barato para la producción de combustible de hidrógeno.

Las reacciones de división del agua que producen hidrógeno se desencadenan con platino raro ($ 1450 / onza), iridio ($ 1370 / onza) y rutenio ($ 367 / onza), o metales más baratos pero menos activos:cobalto ($ 70, 000 / tonelada), níquel ($ 26, 000 / ton) y hierro ($ 641 / ton).

El profesor Ziqi Sun de la Escuela de Química y Física QUT y el Centro QUT de Ciencia de Materiales y el Dr. Hong Peng de la Escuela de Ingeniería Química de la Universidad de Queensland dirigieron la investigación para crear un nuevo catalizador utilizando solo una pequeña cantidad de estos metales reactivos.

Los combinaron con feldespatos, minerales de roca de aluminosilicato que se encuentran en los desechos de la minería que, según el profesor Sun, algunas empresas pagan alrededor de 30 dólares por tonelada para eliminarlos.

En el experimento, que aparece en la portada de agosto de Advanced Energy &Sustainability Research, los investigadores desencadenaron una reacción de división del agua utilizando feldespatos activados con calor nanocubiertos con sólo el 1-2 por ciento de los metales reactivos más baratos.

"La división del agua implica dos reacciones químicas, una con el átomo de hidrógeno y otra con el átomo de oxígeno, para hacer que se separen, "Dijo el profesor Sun.

"Este nuevo material nanocubierto desencadenó la reacción de evolución de oxígeno, que controla la eficiencia general de todo el proceso de división del agua, " él dijo.

El profesor Sun dijo que el feldespato recubierto de cobalto era más eficiente y que la optimización de los nuevos catalizadores podría hacer que superen a los metales en bruto o incluso igualen la eficiencia superior de los metales de platino.

Dijo que el nuevo catalizador también podría reducir potencialmente el costo de las baterías de iones de litio (Li-Ion) y otras soluciones de energía sostenible que se basan en conversiones electroquímicas.

"Esta investigación podría contribuir a la cadena de valor de la energía renovable de Australia al reutilizar los desechos mineros y agregar nuevas tecnologías a las industrias tradicionales.

"Empresas como Tesla podrían utilizar potencialmente esta tecnología para la producción de energía, Soluciones avanzadas de almacenamiento de energía como nuevas tecnologías de baterías. y combustible renovable, " él dijo.

Los investigadores ahora buscan probar los catalizadores a escala piloto.

"La abundancia de aluminosilicato de Australia y la simplicidad de este proceso de modificación deberían hacer que la producción a escala industrial de este nuevo catalizador sea fácil de lograr, "Dijo el profesor Sun.

Los feldespatos constituyen aproximadamente el 60 por ciento de la corteza terrestre, según el profesor Sun, cuya investigación previa activó feldespatos para su uso como ánodos potenciales de bajo costo en el almacenamiento de iones de litio.

Dijo que los aluminosilicatos eran químicamente inertes, pero el calor provocó defectos que fueron útiles para las reacciones químicas y el transporte de electrones.

Junto al profesor Sun y al Dr. Peng se encontraban otros investigadores del Centro QUT de Ciencia de Materiales, incluido el profesor Godwin Ayoko, Dr. Jun Mei y Dr. Juan Bai de la Facultad de Ciencias QUT, y el profesor asociado Liao Ting de la Facultad de Ingeniería QUT.

El profesor Sun y el Dr. Peng se centran en el desarrollo de materiales para tecnologías sostenibles emergentes.

El Dr. Peng es un experto en la utilización de minerales arcillosos y relaves de minas para materiales funcionales mediante tecnología de procesamiento de minerales de bajo costo.

Dijo que la industria minera producía toneladas de material de desecho cada año que Australia podría estar utilizando para tecnologías sostenibles.

"El aluminosilicato se encuentra comúnmente en varios relaves mineros y es tan barato que las empresas mineras normalmente pagarían para deshacerse de él, "Dijo el Dr. Peng.