Descubren una forma sencilla de producir hidrógeno a partir de agua a temperatura ambiente
El combustible de hidrógeno promete ser una fuente de energía limpia y abundante en el futuro, continuamente y cuando los investigadores encuentren la forma de producirlo de forma práctica y barata, y sin combustibles fósiles.
Un reciente ensayo nos proporciona otro paso prometedor en esa dirección, continuamente que se puedan utilizar los suministros existentes de aluminio y galio postconsumo.
En la nueva investigación, los investigadores explican un procedimiento relativamente facil en el que intervienen nanopartículas de aluminio capaces de suprimir el oxígeno de las moléculas de agua y dejar el gas hidrógeno.
El proceso produce grandes cantidades de hidrógeno y funciona a temperatura entorno.
Esto elimina uno de los grandes obstáculos para la producción de combustible de hidrógeno: las grandes cantidades de energía necesarias para producirlo con los procedimientos existentes.
Esta técnica además funciona con cualquier tipo de agua, incluidas las aguas residuales y el agua del océano.
Las burbujas de hidrógeno gaseoso se generan a partir de la reacción del agua con un compuesto de aluminio y galio. Crédito: Amberchan et al., Applied Nano Materials 2022
Scott Oliver, de la Universidad de California en Santa Cruz (UCSC), dijo en un comunicado:
“No necesitamos ningún aporte de energía y el hidrógeno burbujea como un loco.
Jamás he observado nada igual”.
La clave del proceso es el uso de galio metálico para permitir una reacción continua con el agua. Esta reacción aluminio-galio-agua se conoce desde hace decenios, pero aquí el equipo la optimizó y mejoró de algunas maneras particulares.
Con la auxilio de técnicas de microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X, los expertos pudieron localizar la mejor combinación de aluminio y galio para producir hidrógeno con la mayor eficacia: un compuesto de galio-aluminio de 3:1.
La aleación rica en galio cumple una doble función, dado que elimina la capa de óxido del aluminio (que comúnmente bloquearía la reacción con el agua) y produce las nanopartículas de aluminio que permiten reacciones más rápidas.
Bakthan Singaram, maestro de química orgánica de la UCSC, dijo en un comunicado:
“El galio separa las nanopartículas y evita que se agrupen en partículas más grandes.
Las personas se ha esforzado en fabricar nanopartículas de aluminio, y aquí las estamos produciendo en circunstancias normales de presión atmosférica y temperatura entorno”.
El procedimiento de mezcla no es complicado, informan los expertos, y el material compuesto puede almacenarse durante por lo menos tres meses si se sumerge en ciclohexano para protegerlo de la humedad, que de otro modo degradaría su eficacia.
El aluminio es más sencillo de conseguir que el galio, dado que puede obtenerse a partir de componentes postconsumo, como latas y papel de aluminio desechados.
La microscopía electrónica de barrido del compuesto muestra nanopartículas de aluminio en una matriz de galio. Crédito: Amberchan et al., Applied Nano Materials 2022
El galio es más caro y menos abundante, pero en este proceso por lo menos puede recuperarse y reutilizarse múltiples veces sin perder su eficacia.
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Aun queda trabajo por realizar, sobre todo para garantizar que este proceso pueda ampliarse desde una configuración de laboratorio hasta algo que pueda utilizarse a escala industrial. en cambio, los primeros indicios apuntan a que se trata de otro procedimiento con mucho potencial para la producción de combustible de hidrógeno.
Los expertos concluyeron en su publicación:
“En general, la mezcla Ga-Al [galio-aluminio] rica en Ga produce cantidades sustanciales de hidrógeno a temperatura entorno sin aporte de energía, manipulación de componentes ni modificación del pH”.
