El material ofrece el alto rendimiento y la estabilidad necesarios para la electrólisis a escala industrial, que permitiría producir un combustible energético limpio a partir del agua de mar.
El combustible de hidrógeno derivado del mar podría ser una alternativa abundante y sostenible a los combustibles fósiles, pero la potencial fuente de energía se ha visto limitada por problemas técnicos, como la forma de cosecharla en la práctica.
Por ello, investigadores de University of Central Florida han diseñado por primera vez un material a nanoescala capaz de dividir eficazmente el agua de mar en oxígeno y en un combustible energético limpio: el hidrógeno. El proceso de dividir el agua en hidrógeno y oxígeno se conoce como electrólisis y hacerlo de forma eficaz ha sido un reto hasta ahora.
El material a nanoescala estable y duradero para catalizar la reacción, que ha desarrollado el equipo de la UCF, se explica este mes en la revista Advanced Materials.
“Este desarrollo abrirá una nueva ventana para producir eficientemente combustible de hidrógeno limpio a partir de agua de mar”, afirma Yang Yang, profesor asociado del Centro de Tecnología de Nanociencia de la UCF y coautor del estudio.
El hidrógeno es una forma de energía renovable que, si se abarata y facilita su producción, puede desempeñar un papel importante en la lucha contra el cambio climático, según el Departamento de Energía de Estados Unidos.
El hidrógeno podría convertirse en electricidad para utilizarlo en la tecnología de las pilas de combustible, que genera agua como producto y hace un ciclo energético global sostenible, afirma Yang.
Combustible a partir del mar: ¿Cómo funciona?
Los investigadores desarrollaron un material de película fina con nanoestructuras en la superficie a base de seleniuro de níquel con hierro y fósforo añadidos, o “dopados”.
Esta combinación ofrece un alto rendimiento y estabilidad necesarios para la electrólisis a escala industrial, pero que ha sido difícil de conseguir debido a problemas, como las reacciones en competencia, dentro del sistema que amenazan la eficiencia.
El nuevo material equilibra las reacciones que compiten entre sí de una manera que resulta económica y de alto rendimiento, afirma Yang.
Con su diseño, los investigadores lograron una alta eficiencia y una estabilidad a largo plazo durante más de 200 horas.
“El rendimiento de la electrólisis del agua de mar conseguido por la película doblemente dopada supera con creces el de los catalizadores de electrólisis más recientes y cumple los exigentes requisitos necesarios para su aplicación práctica en las industrias”, afirma Yang.
De acuerdo con dicho investigador, el equipo trabajará para seguir mejorando la eficiencia eléctrica de los materiales que han desarrollado. También están buscando oportunidades y financiación para acelerar y ayudar a comercializar el trabajo.
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