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Miércoles, 1 agosto 2012
Química

Nuevo y muy barato catalizador para una extracción eficaz de hidrógeno del agua

El hidrógeno ofrece una de las alternativas de energía sostenible más prometedoras a la opción de los ya limitados combustibles fósiles. Pero los métodos tradicionales para obtener hidrógeno puro se enfrentan a grandes desafíos si se pretende alcanzar el máximo rendimiento, ya sea porque producen y liberan a la atmósfera dióxido de carbono, o porque requieren elementos químicos caros y difíciles de encontrar como el platino.

Ahora, unos científicos del Laboratorio Nacional estadounidense de Brookhaven, en Upton, Nueva York, han desarrollado un nuevo electrocatalizador orientado a solventar uno de estos problemas. El nuevo catalizador, esencialmente nitruro de molibdeno y níquel en forma de nanoláminas, permite generar hidrógeno limpiamente a partir del agua y con materiales mucho más económicos.

El agua proporciona una fuente ideal de hidrógeno puro, abundante y libre de los dañinos gases de efecto invernadero que de otra forma surgen como subproductos. La electrólisis del agua, que consiste en dividir la molécula de agua en sus componentes, oxígeno e hidrógeno, requiere aplicar electricidad de una fuente externa y un catalizador eficaz para romper los enlaces químicos.

Para facilitar una reacción eficaz, el catalizador debe poseer una alta durabilidad, una elevada actividad catalizadora, y una gran área de superficie.

El platino es muy eficiente para la electrocatálisis, pero su elevadísimo precio, alrededor de 50.000 dólares por kilogramo, y subiendo, hace inviable su uso comercial a gran escala.

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En cambio, los metales principales en el nuevo compuesto son abundantes y muchísimo más baratos: unos 20 dólares por kilogramo para el níquel, y unos 32 dólares por kilogramo para el molibdeno.

El nuevo catalizador, desarrollado por el equipo de los químicos Kotaro Sasaki y James Muckerman, supera incluso las expectativas iniciales de estos científicos. Su eficiencia es casi igual que la del platino, logrando una buena actividad electrocatalítica y de gran estabilidad. Además, resulta válido para su uso a escala industrial, con volúmenes de producción altos.

Aunque este catalizador no representa una solución completa al desafío de obtener hidrógeno de forma económica, ofrece una reducción considerable en el costo de los materiales esenciales.

En este trabajo de investigación y desarrollo también han participado Chao Ma, Yimei Zhu y Radoslav Adzic del citado Laboratorio de Brookhaven, así como Anatoly Frenkel de la Universidad Yeshiva en la ciudad de Nueva York, y Nebojsa Marinkovic de la Universidad de Delaware, igualmente en Estados Unidos.


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