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Un nuevo método para la producción de hidrógeno

MIT Sloan 25 Feb 2022
Un nuevo método para la producción de hidrógeno

Debido a sus costes de producción, el hidrógeno aún no se usa masivamente como combustible. Un reciente hallazgo podría facilitar su futura adopción


Es posible producir hidrógeno en grandes cantidades, de forma limpia y de bajo impacto, con el fin de emplearlo en aplicaciones energéticas

Rehtse Terán

Investigadores de la Universidad de California Santa Cruz (UCSC) han descubierto un método de generación de hidrógeno mediante una aleación de galio y aluminio. Este compuesto genera nanopartículas de aluminio, las cuales reaccionan con el agua a temperatura ambiente, y producen grandes cantidades de hidrógeno.

Este método podría ampliarse y convertirse en un procedimiento para producir hidrógeno en grandes cantidades, supliendo la demanda por este gas para aplicaciones energéticas. Scott Oliver y Bakthan Singaram, profesores de química y bioquímica respectivamente, publicaron sus hallazgos en un artículo de Applied Nano Materials.

Este método podrían facilitar el desarrollo de aplicaciones prácticas para la producción de hidrógeno con fines comerciales, industriales y energéticos. O por lo menos, hacer más sencilla la producción de este gas, en comparación con los métodos usados actualmente.

¿Qué hace diferente a este método?

Aunque la reacción del aluminio y el galio con el agua se conoce desde la década de 1970, no se había descubierto una proporción correcta entre los materiales.

El aluminio es un metal altamente reactivo, que puede extraer el oxígeno de las moléculas de agua, generando hidrógeno. Sin embargo, este metal reacciona instantáneamente con el aire, y adquiere una capa de óxido de aluminio que impide posteriores reacciones.

Si se combina con el galio, elemento en forma líquida justo por encima de la temperatura con ambiente, este elimina la capa de óxido de aluminio. De esta manera, el aluminio queda en contacto directo con el agua, desencadenando la reacción química.

Los científicos descubrieron que la proporción correcta entre galio y aluminio es 3 a 1; así, el aluminio se separa en nanopartículas.

«Nuestro método utiliza una pequeña cantidad de aluminio, lo que garantiza que todo se disuelva en la mayoría de galio como nanopartículas discretas», dice Scott Oliver.

La tasa de producción de hidrógeno con este método produce el 90% de la cantidad que teóricamente produciría la reacción del aluminio usado. Posterior a la reacción, el galio puede recuperarse y reutilizarse para seguir produciendo hidrógeno, bajo las mismas condiciones.

El hidrógeno como fuente de energía limpia

Este elemento puede producir energía de dos formas. Al ser muy combustible, puede ser empleado en un motor de combustión interna. Alternativamente, se le puede mezclar con oxígeno en las llamadas “celdas de combustible”. De esta manera, producen electricidad, generando vapor de agua como único residuo. Esa electricidad puede alimentar el motor de un automóvil, un camión, o un avión.

Por tanto, el hidrógeno es una de las opciones más atractivas para almacenar energía proveniente de fuentes renovables, además de ser práctico de transportar en largas distancias, en su forma líquida. Gobiernos e industrias reconocen al hidrógeno como un pilar importante en las estrategias para alcanzar una economía con cero emisiones netas de carbono.

Hasta ahora, lo que ha impedido un uso más extendido del hidrógeno es su costo y las emisiones carbónicas asociadas a su producción. Existe incluso una escala arcoíris en las que se categorizan los diferentes métodos de producción de hidrógeno, según cuán contaminantes son.

El “hidrógeno verde” es la opción menos contaminante. Esta consiste en la división de moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno, utilizando electricidad de fuentes renovables, particularmente solar y eólica.

Pero el método descubierto por Scott Oliver y Bakthan Singaram podría abrir un nuevo capítulo para la producción de hidrógeno destinada a la industria energética. Como lo afirman los científicos, la reacción no necesita ninguna entrada de energía, tiene lugar a temperatura ambiente, y genera una gran cantidad del elemento.

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