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Jueves, 19 julio 2012
Química

Nuevo método para extraer hidrógeno del agua

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Aportando una posible vía nueva para la producción de gas hidrógeno, un grupo de investigadores ha dado con una serie de reacciones químicas que permiten, por vez primera, descomponer el agua de una forma que no resulta tóxica ni corrosiva, a temperaturas relativamente bajas.

El hidrógeno es un gas muy codiciado por sus muchas utilidades. La industria lo usa para infinidad de cosas: desde extraer el azufre del petróleo crudo hasta fabricar vitaminas. Como su combustión no emite dióxido de carbono a la atmósfera, podría ser factible que acabara dando lugar a una posible "economía del hidrógeno", una implantación de su uso energético tan amplia como la que hoy tiene el petróleo.

Pero como no hay yacimientos de hidrógeno puro ni nada semejante que permita extraer con facilidad el gas, debe ser obtenido mediante el procesamiento de otras sustancias.

Una manera de obtener hidrógeno es usar calor para descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno puros. Este método es atractivo porque puede aprovechar el calor residual emitido por otros procesos. Así, hasta ahora, se ha intentado de dos maneras: usando dos pasos y aprovechando las altas temperaturas (por encima de los 1.000 grados centígrados), o a través de múltiples pasos a temperaturas un poco menores, por debajo de los 1.000 grados.

Un proceso de este último tipo es el ciclo azufre-yodo, en el que se ha venido trabajando desde hace tiempo en muchas partes del mundo, pero que tiene sus inconvenientes. Aunque ese ciclo opera a una temperatura máxima de 850 grados centígrados, también produce varios líquidos intermedios tóxicos y corrosivos que tienen que ser manejados con mucho cuidado. Los métodos equivalentes en el grupo de los de alta temperatura (más de mil grados) usualmente cuentan con reacciones más simples y productos intermedios sólidos, pero hay muy pocos procesos que produzcan calor residual a tan altas temperaturas.

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El equipo del ingeniero químico Mark Davis, del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, se propuso combinar lo mejor de ambos mundos: usar sólidos, como se hace en los ciclos de altas temperaturas, de modo que se pudieran evitar los problemas de toxicidad y corrosión asociados a los líquidos; pero también hallar un modo de reducir la temperatura.

Davis, Bingjun Xu y Yashodhan Bhawe han desarrollado un ciclo de cuatro reacciones que comienza con óxido de manganeso y carbonato sódico, y que es un sistema totalmente cerrado: El agua que entra en el sistema en el segundo paso sale convertida en su totalidad en hidrógeno y oxígeno en otra fase del ciclo. Eso es importante porque significa que no se pierde nada del hidrógeno y del oxígeno, y el ciclo puede discurrir una y otra vez, descomponiendo el agua en los dos gases.

En las pruebas iniciales, los investigadores han comprobado el buen funcionamiento de este método ejecutando el ciclo un número discreto de veces, y la siguiente meta será demostrar que sigue funcionando bien después de repetir el ciclo miles de veces en el prototipo de conversor, lo que avalará que el diseño es factible para aplicaciones prácticas.

Otro objetivo es perfeccionar el ciclo haciendo que algunas de las reacciones ocurran más rápidamente.


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