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Fundación UNAM

Obtienen hidrógeno a partir del agua

Desde hace 8 años un equipo de universitarios parte del Grupo de Catálisis y Procesos de Superficie, del Departamento de Micro y Nanotecnología del Instituto de Ciencias Aplicadas y Tecnología (ICAT), están trabajando para desarrollar un método que permita obtener hidrógeno a partir del agua. Un proyecto que podría ser útil para crear en un futuro un combustible renovable y no contaminante.

Para poder realizar este proceso los expertos recurren a una reacción fotoquímica que separa el hidrógeno del agua y luego lo captura; se trata de un proceso fotocatalítico, en el que usan un material catalítico solido nanoestructurado que utiliza la luz de una lámpara pero es capaz de aprovechar la del sol, explicó el titular de la investigación y director del ICAT, Rodolfo Zanella Specia.

“Tenemos un semiconductor, básicamente un sólido como óxido de titanio, óxido de tungsteno, óxido de bismuto u óxido de zinc (o combinaciones de los mismos) y lo irradiamos con luz, lo que ocasiona que se separen las cargas, es decir, un electrón se mueve de la posición en la que se encuentra inicialmente (llamada carga de valencia) a otra posición (llamada de conducción), y tenemos dos cargas disponibles: una negativa, un electrón, y una carga positiva a la que se le llama hueco, las cuales pueden llevar a cabo reacciones de oxidación y de reducción. Nos interesa utilizar el electrón para poder separar el agua que está constituida de hidrógeno y oxígeno”, recalcó.

Durante dicho proceso también han utilizado el óxido de titanio en combinación con otros óxidos, para así conseguir un óxido mixto que ya en una forma nanométrica se le agregan en la superficie minúsculas partículas de otros óxidos y nanopartículas metálicas. De este modo, y al haber cargas positivas y negativas en el sólido, se recombinan fácilmente generando partículas neutras.

“Lo que hacemos para volver más eficiente al catalizador es modificarlo superficialmente con nanopartículas de metales (conductores con altas afinidades electrónicas y funciones de trabajo) para usarlas como trampas o bombas de electrones, las que atraen el electrón hacia sí y evitan que se recombinen con la carga positiva (hueco), y permiten que le dé tiempo a ese electrón de llegar a la superficie del fotocatalizador, reaccionar y llevar a cabo el proceso fotocalítico.”

El desarrollo de este tipo de proyectos de energías sostenibles y limpias son muy importantes para poder resolver los problemas energéticos y medioambientales que hemos provocado a través del rápido consumo de los combustibles fósiles. Sin duda uno de los grandes retos actuales es la descarbonización de la economía, el cual se puede enfrentar con el “hidrógeno verde”, producido a través del agua y con la energía de la luz del sol.

Muchos investigadores apuntan a que el hidrógeno podría volverse una fuente importante de la energía que consumen los vehículos y la industria, de aquí el concepto “economía del hidrógeno”, que consiste en la producción de este elemento químico a precios competitivos para utilizarlo como energía con bajo contenido de carbono, lo que podría conseguir una sustitución de los combustibles fósiles.

Aunque el hidrógeno no se encuentra de forma libre, es muy abundante en nuestro planeta, y normalmente se encuentra formando compuestos –principalmente orgánicos- como agua o hidrocarburos. Según BloombergNEF se proyecta que en las próximas décadas su uso podría reducir hasta el 34% las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero producidas por combustibles fósiles y de la industria.

Actualmente ya son muchas las compañías dedicadas a la industria automotriz que están desarrollando proyectos con vehículos de hidrógeno, y aunque ya hay modelos comerciales en Estados Unidos y Japón, siguen siendo retos muy costosos.

Investigaciones y proyectos como éstos son los que siguen sumando a la innovación de la UNAM y están siendo reconocidos a nivel mundial por su publicación en revistas como International Journal of Hydrogen Energy, Applied Catalysis B, Chemosphere, Catalysis Today, Journal of Materials Science y Journal of Hazardous Materials, entre otras. Además de que se ha dado a conocer a través de pláticas organizadas con participantes tanto nacionales como internacionales.

FUENTE: GACETA UNAM

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