domingo, febrero 5, 2023

China podría haber descubierto cómo producir hidrógeno verde, sostenible y muy barato

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Con la situación actual y el cambio climático generando cada vez más desastres, crece la necesidad de encontrar formas baratas de crear y almacenar energías renovables. El hidrógeno es una de las opciones que ya se llevan barajando un tiempo, pese a algunas fuentes en contra, y que podría servir actualmente.

Pero el hidrógeno tiene sus propios problemas. Obtenerlo dividiendo el agua es bastante ineficiente desde el punto de vista energético, y almacenarlo durante largos periodos puede resultar complicado.

La mayoría de los catalizadores que producen hidrógeno funcionan mejor con agua pura, un elemento que no es viable de obtener, ya que el cambio climático está aumentando las sequías y parece que cada vez es un bien más preciado del que no podemos prescindir.

Por otro lado y en la actualidad, más del 90% del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles, lo que conlleva una importante cantidad de emisiones de dióxido de carbono en el proceso que tampoco es viable.

Pues bien, un grupo de investigadores de China ha desarrollado un dispositivo capaz de producir hidrógeno a partir de agua de mar. Es cierto que esto es algo que ya se ha llevado a la práctica, pero extraer hidrógeno del agua salada es difícil con los dispositivos de electrólisis actuales y consume mucha energía.

El concepto clave de esta novedad para que funcione le resultará familiar a cualquiera que entienda cómo funciona la mayoría de la ropa impermeable.

De agua salada a hidrógeno de una forma limpia y más barata

Este nuevo dispositivo funciona de forma similar a una camiseta impermeable. Este tipo de ropa está compuesta de una membrana con poros cuidadosamente estructurados. Pese a tener poros, esta repele el agua pero sí que permite el paso de otro tipo de moléculas. Como resultado, el agua se queda fuera y no entra pero permite el paso del sudor, por ejemplo, hacia el exterior.

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Esta novedad funciona con un sistema de membranas similares. Impide que el agua líquida atraviese la membrana, pero permite que pase el vapor de agua.

En el exterior, hay agua de mar, con todos sus componentes tan complicados de extraer y en el interior, hay una solución concentrada de hidróxido de potasio (KOH), que, en este caso, es compatible con el proceso de electrólisis que produce hidrógeno.

Y es que, en esta solución de KOH hay un conjunto de electrodos que producen hidrógeno y oxígeno a ambos lados de un separador, manteniendo puras las corrientes de gas. Toda la compleja mezcla de sales del agua de mar queda fuera de la membrana, quedándonos con un suministro de agua dulce.

Y, lo que es más importante, todo esto ocurre sin el consumo de energía que suele implicar la desalinización, lo que hace que el proceso sea más eficiente desde el punto de vista energético. Para averiguar si este sistema realmente funcionaba, el equipo montó un dispositivo y lo puso en funcionamiento en el agua de mar de la bahía de Shenzhen y parece que ha funcionado a la perfección.

Mantuvo su rendimiento incluso después de 3.200 horas de uso, y la microscopía electrónica de la membrana tras su uso indicó que los poros seguían sin obstruirse. En cuanto a la potencia, el sistema consumía aproximadamente la misma energía que un electrolizador estándar, lo que confirma que la purificación del agua no suponía ningún coste energético.

Por último, el equipo sugirió que esto podría ser útil para otras cosas además de la producción de hidrógeno. En lugar de agua de mar, sumergieron uno de los dispositivos en una solución diluida de litio y descubrieron que 200 horas de funcionamiento multiplicaban por más de 40 las concentraciones de litio debido al agua que entraba en el dispositivo.

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Desde luego, todo este proceso requiere de más pruebas y ensayos, pero sin duda tiene el potencial de permitirnos prescindir del uso de agua pura para la producción de hidrógeno.

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