Revolucionar la producción de hidrógeno: soluciones económicas y eficientes al descubierto
Esta investigación, que ha resuelto dos problemas a la vez, está llamando la atención
El proceso de electrólisis del agua es un sistema que produce hidrógeno por electrólisis del agua. Se trata de una tecnología respetuosa con el medio ambiente que puede producir combustible de hidrógeno, una fuente de energía del futuro, sin emitir contaminantes ambientales, pero se han señalado como limitaciones su baja eficiencia de producción de hidrógeno y sus elevados costes de producción. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) publicó una investigación que resolvía ambos problemas a la vez, llamando la atención.
El equipo creó un material catalizador de níquel poroso con una estructura de protuberancias nanorodales, que incorpora eficientes canales porosos tridimensionales y una humectabilidad superficial supererofóbica. Este diseño pretende facilitar la rápida separación de las burbujas de hidrógeno de la superficie del catalizador. El resultado es una mejora significativa de la eficiencia de la producción de hidrógeno en el sistema de electrólisis del agua en comparación con los electrodos catalizadores tradicionales en forma de película fina.
POSTECH
Un equipo de investigación en colaboración formado por el profesor Jong Kyu Kim, Jaerim Kim, candidato al doctorado, el profesor Yong-Tae Kim y el doctor Sang-Mun Jung, del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la POSTECH, ha logrado desarrollar un catalizador económico y eficaz para la electrólisis del agua que supera las limitaciones de los catalizadores convencionales utilizando un método de deposición en ángulo oblicuo y níquel (Ni). La investigación ha sido reconocida por su excelencia y publicada como artículo de portada en la revista internacional Advanced Materials.
Los procesos de electrólisis del agua emplean costosos metales preciosos como el platino como catalizadores para la producción de hidrógeno, lo que encarece excesivamente el proceso. Además, el uso de catalizadores convencionales de película fina suele dar lugar a una separación inadecuada de las burbujas de hidrógeno, lo que provoca bloqueos en los sitios activos del catalizador o dificulta el movimiento de los reactantes, disminuyendo en última instancia la eficacia del proceso.
En respuesta a estos retos, el equipo de investigación optó por la deposición en ángulo oblicuo y níquel. Esta técnica consiste en inclinar el sustrato durante la deposición para crear fácilmente diversas nanoestructuras del material, lo que ofrece una solución sencilla y barata. Además, el níquel destaca por ser un catalizador de metal no precioso abundante en la Tierra, demostrando una eficiencia relativamente alta en la generación de hidrógeno.
El equipo utilizó un método de deposición en ángulo oblicuo para sintetizar níquel con protuberancias de nanorods finamente elaboradas y alineadas verticalmente. A diferencia de las nanoestructuras convencionales, que se limitan a aumentar la superficie del catalizador, los investigadores crearon una matriz de nanorods de níquel muy porosa, con unas propiedades superficiales supererofóbicas únicas para resolver los problemas de adherencia del hidrógeno. Los resultados experimentales revelaron que las burbujas de hidrógeno generadas durante el proceso de electrólisis presentaban una separación acelerada de la superficie supererofóbica. El catalizador tridimensional de nanorods de níquel superherofóbico del equipo, con canales porosos eficaces, demostró una notable mejora de 55 veces en la eficiencia de producción de hidrógeno en comparación con una cantidad equivalente de níquel en una estructura tradicional de película fina.
El profesor Jong Kyu Kim y el doctor Jaerim Kim, directores de la investigación, explicaron: "Al mejorar la eficiencia del proceso de electrólisis del agua para la producción ecológica de hidrógeno, avanzamos hacia una economía del hidrógeno y una sociedad neutra en carbono". Y añadieron: "Este avance no sólo beneficia a la electrólisis del agua, sino que también es prometedor para otras diversas aplicaciones de energías renovables en las que las reacciones superficiales desempeñan un papel crucial, como la reducción del dióxido de carbono y los sistemas de conversión de energía luminosa."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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