Desarrollan un catalizador que es capaz de catalizar la electrolisis del agua mejor que el iridio

El hidrógeno es un combustible renovable, cuyo usos y aplicaciones, afortunadamente, van creciendo como la espuma, siendo, quizás, el transporte uno de los sectores en donde más se está notando su avance. Así, en los últimos años hemos visto la proliferación desde coches impulsados por pila de hidrógeno, hasta autobuses o incluso trenes.

La electrolisis es la forma más limpia de producir hidrógeno y oxígeno del agua usando electricidad y gracias al empleo de los catalizadores, se reduce la cantidad de energía necesaria para romper los enlaces químicos del agua. Además, aceleran la reacción y minimizan el gasto.

Ahora, científicos de Investigadores del Institut Català d’ Investigació Química (ICIQ) y la Universidad Rovira i Virgili (URV), han diseñado un nuevo catalizador sostenible que disminuye los costes de producción de hidrógeno por electrolisis.

El profesor José Ramón Galán Mascarós ha liderado el equipo que ha obtenido este nuevo catalizador y explica: «Normalmente, el hidrógeno se obtiene del reformado del gas natural, que es mucho más barato. Pero este hidrógeno no es limpio, el proceso genera dióxido de carbono y otros gases contaminantes. Romper la molécula de agua sí que es una alternativa limpia, pero no es algo sencillo. Necesitamos desarrollar nuevos catalizadores baratos y eficientes que nos permitan obtener hidrógeno limpio a precios competitivos».

Un catalizador basado en cobalto y wolframio

Hasta ahora, los mejores catalizadores están basados en óxidos de iridio, un metal precioso, escaso, y muy caro. El equipo ha descubierto un compuesto de cobalto y wolframio –técnicamente, un polioxometalato de estos elementos– que es capaz de catalizar la electrolisis del agua mejor que el iridio.

Estructura del nuevo catalizador, un polioxometalato de cobalto y wolframio. Foto: ICIQ

Estructura del nuevo catalizador, un polioxometalato de cobalto y wolframio. Foto: ICIQ

«Los polioxometalatos son óxidos nanométricos moleculares que combinan lo mejor de dos mundos, la gran actividad de los óxidos y la versatilidad de las moléculas», explica Marta Blasco Ahicart, investigadora postdoctoral del ICIQ y primera autora del trabajo que se publica hoy en  Nature Chemistry .

«Nuestros polioxometalatos son mucho más baratos que el iridio y nos permiten trabajar en medio ácido que, aunque es el medio óptimo para generar hidrógeno, suele provocar corrosión en la mayoría de catalizadores», señala Blasco Ahicart.

Joaquín Soriano, coautor del trabajo y actualmente investigador del Trinity College en Dublín, explica: «Nuestros catalizadores funcionan especialmente bien cuando trabajamos a voltajes bajos. Esto no es un inconveniente, más bien al contrario, ahorra electricidad y nos permitirá, en el futuro, obtener la energía necesaria para “romper” el agua de fuentes renovables como los paneles solares».

Un reactor ‘impermeable’

Además, los investigadores presentan en este trabajo un descubrimiento adicional. Soportando los catalizadores en un material parcialmente hidrofóbico –que repele el agua– se mejora la eficiencia del proceso. Se genera así un reactor ‘impermeable’ donde la reacción de electrolisis transcurre mucho más rápido, y permite al mismo tiempo alargar la vida de los catalizadores.

Esto no sólo funciona con los nuevos polioxometalatos de cobalto y wolframio, sino también con muchos otros sistemas. Actualmente, se están investigando nuevas formas de explotar este hallazgo, desarrollando nuevos soportes hidrofóbicos para mejorar todavía más la eficiencia de la electrolisis del agua, un paso fundamental para el desarrollo de la fotosíntesis artificial.

 

Fuente: sinc. Foto de portada cortesía de fastlizard4.