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Lunes, 23 enero 2012
Química

Obtención más eficiente de hidrógeno molecular para usos prácticos

Se ha logrado desarrollar un proceso de dos pasos extraordinariamente eficiente que separa átomos de hidrógeno de moléculas de agua antes de combinarlos para producir hidrógeno molecular (H2), el cual puede ser usado en innumerables aplicaciones, desde células de combustible hasta procesos industriales.

Desde hace tiempo, los científicos e ingenieros están tratando de encontrar vías más fáciles de obtener hidrógeno, principalmente porque el proceso para generar el gas requiere de gran cantidad de energía. Por ejemplo, aproximadamente el 2 por ciento de toda la energía eléctrica generada en Estados Unidos se dedica a la producción de hidrógeno molecular. Debido al alto costo de producir hidrógeno, los científicos e ingenieros están buscando algún modo de conseguir un abaratamiento significativo.

Se puede obtener una gran cantidad de energía usando hidrógeno; el problema siempre ha sido obtener ese hidrógeno. Es abundante en la Tierra, por ejemplo como componente del agua, pero no resulta barato extraerlo de ella ni de otros compuestos mediante los métodos tradicionales.

Aunque se obtiene gran cantidad de hidrógeno a partir del gas natural a altas temperaturas, ese proceso genera emisiones de dióxido de carbono.

La electrolisis del agua, o sea descomponerla en hidrógeno y oxígeno mediante una corriente eléctrica, es, con mucha diferencia, la forma más limpia de producir hidrógeno.

El método diseñado por el equipo del químico Nenad Markovic, del Laboratorio Nacional de Argonne, en Estados Unidos, combina las capacidades de dos de los mejores materiales conocidos para la electrólisis.

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La mayoría de los experimentos anteriores sobre métodos avanzados de electrólisis del agua se basan en metales especiales y a veces muy caros, como el platino, para adsorber productos intermedios reactivos del hidrógeno y recombinarlos en moléculas estables, de hidrógeno molecular. La investigación de Markovic se centra en el paso anterior, en el cual se mejora la eficiencia con la cual una molécula de agua se descompone en sus dos elementos constituyentes. Para ello, Markovic y sus colegas añadieron pequeñas estructuras de un complejo metálico conocido como hidróxido de níquel. Unidas a un armazón de platino, estas estructuras descomponen las moléculas de agua, lo cual permite además que el hidrógeno liberado sea catalizado por el platino.

Uno de los puntos más importantes de este nuevo proceso es que aprovecha dos materiales con utilidades bien distintas. El uso combinado de óxidos y metales mejora de modo espectacular la eficiencia catalítica del sistema entero.


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