Crean un nuevo método para fabricar combustible de hidrógeno solo con aire
Un equipo de científicos canadienses ha desarrollado un electrolizador capaz de absorber el agua del aire y dividirla en sus dos componentes: hidrógeno, que se puede usar de combustible, y oxígeno, que es liberado a la atmósfera.
¿Te imaginas que la mayoría de coches funcionaran con hidrógeno verde? El hidrógeno es un combustible sin carbono que produce solo agua como subproducto cuando se quema. Sin embargo, el hidrógeno puro no abunda en la naturaleza y producirlo requiere un aporte de energía que habitualmente involucra combustibles fósiles que generan emisiones de carbono.
En aras de el problema de la escasez de agua en el caso del despliegue generalizado de la producción de hidrógeno, un equipo de investigadores de Australia, el Reino Unido y China ha demostrado un método para producir hidrógeno de alta pureza a partir del aire mediante el uso de electrolito higroscópico empapado en un medio poroso como el absorbente de humedad.
Alternativas sostenibles
El hidrógeno verde, producido por electrolizadores que utilizan agua y electricidad, es una interesante alternativa a los combustibles fósiles que emiten CO2 y otros gases de efecto invernadero.
El dispositivo actual, además, funciona con energía solar que produce combustible de hidrógeno directamente a partir de la humedad del aire. Según sus inventores, el prototipo produce hidrógeno con una pureza superior al 99 % y puede funcionar en aire seco con una humedad relativa del 4 %. El dispositivo permitiría producir hidrógeno sin emisiones de carbono incluso en regiones donde el agua en tierra es escasa, dicen los autores que publican su trabajo en la revista Nature Communications.
"En este trabajo, corroboramos que la humedad del aire se puede usar directamente para la producción de hidrógeno a través de la electrólisis, debido a su disponibilidad universal e inagotabilidad natural", escriben los investigadores en su artículo.
En el dispositivo, los electrodos se ubican a ambos lados de una unidad de recolección de agua, un material similar a una esponja que absorbe el agua del aire pero que también opera como un depósito de electrolitos. Funciona colocando dos electrodos en el agua y haciendo pasar una corriente eléctrica a través de ellos. Ambos electrodos están aislados del aire, lo que significa que el hidrógeno y el oxígeno se pueden recolectar como gases puros una vez que se ha producido la división. Durante los experimentos, una de las muchas configuraciones que probaron los investigadores pudo funcionar con éxito durante 12 días consecutivos.
"Este llamado módulo de electrólisis de aire directo (DAE) puede funcionar en un ambiente totalmente seco con una humedad relativa del 4 por ciento, superando los problemas de suministro de agua y produciendo hidrógeno verde de manera sostenible con un impacto mínimo en el medio ambiente", apuntan los científicos.
El problema con esto es que requiere agua líquida, por lo que dicha electrólisis debe realizarse en un lugar donde haya suficiente para que no limite el suministro de agua potable. Si esta agua está en el aire, como es el caso del prototipo que la recolecta, entonces elimina este problema y el costo relacionado con él. Y permite producir hidrógeno en cualquier parte del mundo (funcionando con energía renovable solar o eólica).
"Dichos dispositivos de electrólisis de aire directo tienen el potencial de generar abundante hidrógeno en áreas áridas y semiáridas con una interrupción insignificante de la humedad del aire regional y un impacto mínimo en el medio ambiente. Una mayor mejora de la relación superficie-volumen mediante canales de ingeniería o el aumento de las relaciones de aspecto del material de esponja garantizará la tasa de absorción de agua, que es esencial para la ampliación de las unidades de electrólisis de aire directo", concluyen los investigadores.
Referencia: Jining Guo, Gang Kevin Li et al. 2022. Hydrogen production from the air. Nature Communications 13, 5046; doi: 10.1038/s41467-022-32652-y
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