El nuevo catalizador también se puede utilizar con cualquier tipo de agua
Investigadores de la Universidad de Alberta han desarrollado un nuevo catalizador que podría revolucionar la forma en que generamos energía y purificamos el agua.
Cuando se coloca en cualquier tipo de agua y se le proporciona una pequeña cantidad de energía, el catalizador produce hidrógeno que se puede alimentar a una celda de combustible para generar electricidad junto con agua destilada que es segura para beber.
El catalizador se descubrió casi en su totalidad por casualidad cuando Robin Hamilton estaba creando un electrodo para un estudiante universitario que trabajaba en un proyecto de reciclaje de biomasa residual. Preparó una combinación de polvos y los dejó reposar durante la noche en agua, con la intención de terminar la celda al día siguiente. Cuando regresó por la mañana, la mezcla estaba burbujeando, una reacción que era extremadamente fuera de lo común.
"Cuando mezclas estas dos cosas, interactúan, trabajan juntas y se desprende hidrógeno. Nos sorprendió", dice Hamilton, investigador asociado principal en el Departamento de Química.
Hamilton consultó a los profesores de química Jeff Stryker y Jonathan Veinot, compartiendo el inesperado descubrimiento y aprovechando su respectiva experiencia. El equipo se dio cuenta rápidamente de que tenían algo notable en sus manos: la combinación específica de polvos podría servir como un nuevo tipo de catalizador.
El catalizador que crearon está hecho con material abundante y no tóxico. Es fácil y económico de producir, lo que lo convierte en una alternativa asequible y accesible a los actuales catalizadores en el mercado, que requieren materiales costosos y de limitado suministro.
Su catalizador también se puede utilizar con cualquier tipo de agua, otro factor que le da una ventaja sobre las formas actuales de generar hidrógeno, como la electrólisis del agua.
"Hay escasez de agua potable y ese es el mayor problema con la electrólisis del agua para generar hidrógeno: tienes que usar agua limpia", dice Hamilton. "Con esto, no lo haces. Tomamos algo que está sucio, que no puedes beber, y generamos hidrógeno y electricidad en una celda de combustible. Y escupe agua que puedes beber".
"Podrías convertir los estanques de relaves de arenas bituminosas en combustible utilizable mientras purificas el agua. Suena increíble, suena como si fuera demasiado bueno para ser verdad, pero no lo es", agrega Veinot.
Imagen: En una celda de combustible que utiliza el nuevo catalizador descubierto por investigadores de la UA, el agua suministrada reacciona con el catalizador para producir hidrógeno y agua potable. Crédito: Dark Matter Materials
Además de que el catalizador es una mejora notable con respecto a los catalizadores disponibles actualmente, también transforma lo que suele ser un proceso intensivo en energía en algo que se puede lograr con temperaturas mucho más bajas y menos consumo de energía.
El nuevo proceso impulsado por catalizador también produce poco oxígeno, lo que lo hace menos volátil que los actuales métodos. Como explica Hamilton, cuando se usa una celda de combustible de hidrógeno, el método más común para generar hidrógeno es a través de la electrólisis del agua. Este proceso divide el agua en hidrógeno y oxígeno, los separa y luego los recombina en la celda de combustible para generar electricidad.
"Mezclas hidrógeno y oxígeno y alcanzas ciertas concentraciones, eso es una mezcla explosiva. Así que hay que separarlos para poder utilizarla con seguridad. Con nuestro método, secuestramos el oxígeno sin estos costosos separadores de membrana que se usan normalmente, y podemos generar el hidrógeno y hacer que vaya directamente a la celda de combustible. No tienes que separarlo", dice Hamilton.
"Piense en tener la manguera de su jardín brindándole el agua que se puede convertir básicamente a pedido en el combustible que desea. Elimina el transporte, elimina el almacenamiento, elimina las posibilidades explosivas negativas", agrega Veinot.
Inicialmente, los investigadores buscan crear dispositivos fuera de la red que puedan ayudar a las comunidades remotas o ayudar en el alivio de desastres, cuando es un problema el acceso al gas natural y al agua potable. Están imaginando un sistema todo en uno que es relativamente compacto y fácil de usar, "algo así como un SodaStream, pero en lugar de arrojar CO2 para obtener una bebida gaseosa, se libera hidrógeno que entra en su celda de combustible para generar tu energía", dice Hamilton.
"Las soluciones fuera de la red son el objetivo inicial porque ahí es donde podemos tener el mayor impacto".
Applied Quantum Materials, una empresa cofundada por Veinot, está incubando Dark Matter Materials, una nueva empresa cofundada por Stryker y Hamilton para comercializar el nuevo catalizador y método. Dark Matter Materials ya ha recibido interés del sector energético y agrícola local, así como de varias empresas multinacionales con sede en los Estados Unidos, Europa y Asia.
"Estamos en una circunstancia única en Alberta en la que Edmonton será un centro de hidrógeno. La Universidad de Alberta tiene un historial de participación en la energía, y el departamento de química tiene un historial de participación en la energía con respecto a las arenas bituminosas”, dice Veinot. “Ahora tenemos una oportunidad fundamental para llevar esto al siguiente nivel”.
Proporcionado por la Universidad de Alberta: Researchers discover a way to produce hydrogen and purify water at the same time
