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Un nuevo catalizador para producir hidrógeno a partir de agua y sol

Investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) han diseñado un nuevo catalizador para producir hidrógeno de manera limpia, renovable y rentable a partir del agua y el sol.

Imagen del fondo de un océano

EFE/Ian Salas

Los resultados de la investigación, que se han publicado en la revista ‘Scientific Reports’, abren la puerta a la producción renovable de hidrógeno, imprescindible, según la UPC, para que éste se convierta en el vector energético del futuro.
El invento ha sido obra de investigadores del Instituto de Técnicas Energéticas (INTE) de la UPC, de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda) y de la Universidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología (Arabia Saudí).

Los científicos han fusionado las propiedades ópticas de los cristales fotónicos tridimensionales (ópalos inversos de óxido de titanio, TiO2) y nanopartículas de oro de 2-3 nanómetros, para desarrollar un catalizador en polvo muy activo.

Según ha informado la UPC, este nuevo fotocatalizador produce más hidrógeno que los desarrollados hasta ahora porque en el proceso se aprovechan las propiedades de los cristales fotónicos y las propiedades de las nanopartículas de un metal.

Se trata de “poner en sintonía” ambos materiales para que el efecto se amplifique, ha explicado en un comunicado el investigador del INTE Jordi Llorca.

En cualquier fotocatalizador hecho a base de nanopartículas de oro y cristales de óxido de titanio con luz ultravioleta, la luz excita los electrones del TiO2 y los inyecta a la banda de conducción, mientras deja agujeros en el otro lado.

La novedad es, según los científicos, utilizar un cristal fotónico 3D que retenga la parte visible del espectro solar, de manera que se puede aprovechar no sólo la parte ultravioleta del espectro solar, sino también la parte visible, que es la mayoritaria, con lo que el rendimiento del proceso aumenta considerablemente.

Según los inventores, el nuevo catalizador tiene un gran potencial de aplicación en procesos industriales.

Hacer el paso del laboratorio a una planta industrial implicaría, según Llorca, diseñar un reactor para operar al aire libre con el sol haciendo uso de un colector solar (para aprovechar mejor la luz del sol).

Actualmente, una planta de producción convencional de hidrógeno a partir de gas natural produce unas 300 toneladas de hidrógeno al día y con el nuevo catalizador desarrollado en la UPC, los investigadores han logrado obtener 0,025 litros de hidrógeno en sólo una hora con un gramo de catalizador.

Disponiendo de ocho horas de sol al día, los científicos estiman que se necesitaría un área de 10 por 10 kilómetros para producir el hidrógeno a escala industrial.

A diferencia de las plantas convencionales que trabajan con combustibles fósiles y a 800 grados centígrados, en el nuevo sistema la producción de hidrógeno es limpia y renovable, pues el proceso fotoquímico se produce a temperatura ambiente y sin coste, ya que se utiliza energía solar y agua, por lo que, las ganancias energéticas y medioambientales son considerables, ha destacado la UPC.

Los investigadores explican que han conseguido superar la meta del 5% en la conversión de energía solar en hidrógeno a temperatura ambiente, que es el límite a partir del cual se considera viable esta tecnología. EFE

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