Camino prometedor hacia un catalizador barato para extraer hidrógeno del agua

Científicos e ingenieros de todas partes están trabajando en encontrar un modo de dar energía al mundo usando células de combustible abastecidas gracias a la energía solar. Esos sistemas ecológicos descomponen el agua durante el día, generando hidrógeno (concretamente hidrógeno molecular, ó H2) que puede ser almacenado y utilizado posteriormente para producir electricidad y agua.

Pero se necesita de catalizadores robustos que induzcan la reacción de descomposición del agua. Los catalizadores de platino son muy buenos para eso, pero el platino es demasiado escaso y caro como ser usado a escala mundial.

Se ha sugerido a varios catalizadores de cobalto y níquel como alternativas más baratas, pero todavía hay muchas cosas a mejorar en ellos.

Además, nadie ha podido determinar concluyentemente el mecanismo mediante el cual funcionan los catalizadores de cobalto, por lo que es difícil diseñar y construir sistemáticamente mejores catalizadores. Ha sido muy difícil averiguarlo porque las reacciones se producen con tanta rapidez que es difícil identificar los productos químicos intermedios que permiten reconocer las reacciones que se producen.


Ahora, un equipo de químicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, ha determinado que, para estos catalizadores de cobalto, el mecanismo dominante es uno que ya fue sugerido en una investigación anterior por el equipo de Jillian Dempsey. También se aportaron indicios a favor de este mecanismo en un estudio realizado por Harry Gray y Carolyn Valdez. El proceso se basa en una sustancia intermedia reactiva clave que gana un electrón extra, formando un compuesto llamado hidruro de cobalto (II), que resulta ser el compuesto activo del mecanismo.

Los resultados de la investigación llevada a cabo por el equipo de Harry Gray, Smaranda Marinescu y Jay Winkler iluminan el camino hacia el desarrollo de mejores catalizadores, e incluso sugieren una vía hacia el desarrollo de catalizadores hechos de hierro, un elemento que es abundante y barato y que podría ofrecer parte de la solución a los problemas energéticos de la humanidad.

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