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Avances en catalizadores de hidrógeno

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Cientificos de todo el planeta mantienen una competición por encontrar nuevos y mejores catalizadores de hidrógeno.

El hidrógeno como combustible alternativo sostenible se reconoce como una opción principal para el suministro de energía en el futuro debido a su alta densidad de energía gravimétrica y cero emisiones de carbono durante la combustión. La división electroquímica del agua es una estrategia prometedora para la producción de hidrógeno eficaz y sostenible.

La Universidad de Valencia desarrolla nuevos catalizadores de hidrógeno

La Universidad de Valencia entra en el capital de la empresa 2DMatch mediante la modalidad de spin-off. Su objetivo será desarrollar catalizadores para la producción de hidrógeno verde a bajo precio y con materiales no geolocalizados.

2DMatch llevará al mercado electrocatalizadores fabricados a partir de níquel y hierro, cuya viabilidad ha sido documentada ampliamente por la literatura científica, pero que no han estado disponibles hasta ahora en el mercado. De esta forma, la empresa afronta un importante objetivo estratégico a medio y largo plazo de la Unión Europea.

Esta demanda de catalizadores implica que las reservas globales de metales como el oro, el platino o el paladio, se van agotando con rapidez y se incrementa el coste. Varias líneas de investigación han constatado que agregar níquel y hierro (o cobalto, en su caso) a catalizadores más económicos reduce la energía necesaria para dividir el agua y aumenta el rendimiento de hidrógeno.

Esta spin-off pondrá en el mercado un catalizador que permite a los electrodos realizar su función con menor consumo energético. También, producirán electrodos a medida del cliente, es decir, siguiendo las indicaciones del cliente en cuanto a forma, el tamaño y el material.

Catalizadores de hidrógeno con estructura CoSe2

Los esfuerzos para producir hidrógeno a partir del agua directamente utilizando la luz solar se han visto obstaculizados por la ineficacia de los catalizadores que promueven el proceso. Hoy en día, la investigación se centra en el desarrollo de electrocatalizadores no preciosos, estables y altamente eficientes para la reacción de desprendimiento de hidrógeno (HER).

Recientemente, el CoSe 2 ha atraído una gran atención como electrocatalizador HER. Es debido a su configuración electrónica única porque garantiza un transporte de carga rápido, una excelente actividad catalítica. y una buena estabilidad química.

Hasta ahora, se informan muchas revisiones sobre la división de agua electrocatalítica basada en dicalcogenuros de metales de transición y materiales a base de cobalto. Sin embargo, la revisión del electrocatalizador CoSe2 para la reacción de desprendimiento de hidrógeno está actualizada de forma limitada.

Actualmente, se estudia sobre el electrocatalizador CoSe2 para la reacción de desprendimiento de hidrógeno. En el último artículo publicado, se destacan las estructuras cristalinas de CoSe2, su estrategia de transformación de fase, su mecanismo de reacción de evolución de hidrógeno en electrolitos ácidos y alcalinos.

Los diversos procedimientos de síntesis adoptados para producir CoSe2 materiales basados. También, se analiza la relación entre su estructura y composición con sus actividades electrocatalíticas. Además, vieron las formas efectivas de mejorar el rendimiento electrocatalítico de los materiales. En concreto, se detalla su modificación morfológica, la construcción de heteroestructuras y el dopaje de heteroátomos.

Otros catalizadores de hidrógeno anteriores

Aprovechar la energía limpia del hidrógeno es la obsesión de muchos investigadores. Siempre están buscando formas asequibles de producir y almacenar hidrógeno de forma más barata y eficiente.

Continuamente se suceden diversas investigaciones como la del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL). El pasado año realizaron una interesante investigación donde muestran que una combinación de minerales baratos eclipsa a otros materiales de metales preciosos cuando se trata de producir hidrógeno.

Los investigadores probaron una catalizador con aguas residuales de molibdeno-fosfuro (MOP) en un pequeño reactor llamado una célula de electrólisis microbiana (MEC). Los resultados de las pruebas mostraron que MoP funcionó mejor que el platino, un metal precioso y costoso que se usa típicamente por su alto rendimiento catalítico. El catalizador MoP también produjo hidrógeno cinco veces más rápido, que otros catalizadores sin platino.

Este catalizador también funcionó bien con agua salina. «Si puede producir hidrógeno a partir del agua de mar, la reserva de recursos es prácticamente ilimitada», dijo Yuyan Shao, científico investigador en PNNL.

Al igual que el agua de mar, el material catalizador MoP está ampliamente disponible y, por lo tanto, es barato. El catalizador también funcionó con las aguas residuales, otro recurso omnipresente. Los detalles del estudio del equipo aparecen en la revista ACS Catalysis .

h2dnr

Ingeniero senior especializado en energía de hidrógeno