Científicos españoles diseñan un material de fibras de carbono, barato y accesible, que podría facilitar la producción masiva de hidrógeno
El diseño del nuevo material está inspirado en los mecanismos bioquímicos de la fotosíntesis de las plantas
- El hidrógeno es un candidato alternativo a los combustibles fósiles como fuente energética.
- El nuevo material se presenta como una alternativa económica y ecológica al platino, necesario hasta ahora para producir hidrógeno.
Científicos de la Universidad Autónoma de Madrid acaban de dar a conocer un nuevo material creado con fibras de carbono que podría facilitar la producción masiva de hidrógeno de una forma masiva, barata y sostenible.
Para crear este material, que podría ayudarnos acelerar la transición hacia un sistema de generación de energía 100% limpio y sostenible, los científicos se han inspirado en las plantas y en su mecanismo de fotosíntesis.
Las plantas llevan desde el principio de la vida en la Tierra almacenando la energía solar en forma de combustible químico, de azúcares, mediante el proceso de la fotosíntesis.
Esto es lo que los científicos están precisamente buscando como alternativa a los combustibles fósiles: el almacenaje de la energía solar en forma de energía química limpia.
Desafíos del hidrógeno como combustible limpio y eficiente
Una versión simplificada de la fotosíntesis serviría para utilizar la luz del Sol para romper la molécula de agua y almacenar energía en forma de hidrógeno, que podría ser un combustible limpio y eficiente.
Esto, sin embargo, presenta varios desafíos. Uno de los principales es el diseño de materiales que medien en la formación de moléculas de hidrógeno, y que minimicen la cantidad de energía desperdiciada (luz o electricidad)
El hidrógeno es un combustible limpio y eficiente. En la foto podemos ver una recreación 3D de átomos de hidrógeno en agua, cortesía de Masakazu Matsumoto
Un material que cumple con esta función es el platino, pero su escasez y alto precio hacen necesaria la búsqueda de alternativas viables para la implementación masiva de tecnologías de producción de hidrógeno.
El reciente trabajo del grupo FRONCAT de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en colaboración con científicos de la Universidad de Girona, el ICIQ y el CSIC y publicado en la revista Chemistry: a European Journal, ha dado un paso en esta dirección.
Una alternativa económica y ecológica al platino para producir hidrógeno
Como alternativa al platino, los investigadores utilizaron una versión modificada de fibras de carbono, baratas y fácilmente sintetizables. Los científicos descubrieron que un simple tratamiento oxidativo de estas fibras genera fragmentos estructurales similares a las moléculas que la naturaleza usa en procesos de almacenamiento de energía química.
«Es en estos fragmentos moleculares de los materiales modificados donde se facilita la formación de moléculas de hidrógeno a partir de disoluciones ácidas y la cantidad justa de energía eléctrica», detalla Rubén Mas-Ballesté, investigador de la UAM que dirigió el estudio.
Funcionamiento del material obtenido comparado con sistemas naturales o sintéticos que tienen fragmentos moleculares parecidos. Foto: UAM
«Este avance representa una contribución significativa a los necesarios avances hacia la implementación de tecnologías que cambien el paradigma energético, hoy basado en la quema de combustibles fósiles, usando materiales que hagan posible tanto su sostenibilidad como su viabilidad económica, lo que irremediablemente implica sustituir metales caros y escasos como el platino», destaca por su parte José Alemán, director del grupo FRONCAT.
De acuerdo con los autores, estos resultados también podrían aplicarse a usos industriales en los que se requiere la hidrólisis del agua, tales como la obtención de agua pesada o la depuración salina de aguas. De hecho, los resultados ya han sido presentados en una patente que está a la espera de encontrar inversores para ser licenciada.
Reducir las emisiones de CO2
El consumo energético en España tiene como resultado la emisión al año de unas cinco toneladas métricas de CO2 per cápita. Según datos del World Bank Group, en países como Estados Unidos estas cifras pueden incluso triplicarse.
Tal cantidad de emisiones resulta en un efecto invernadero que da lugar a un progresivo calentamiento de la atmósfera, representando un peligro para la supervivencia de muchos sistemas naturales y una amenaza para la humanidad.
Esta situación es el resultado del consumo masivo de combustibles fósiles que la sociedad industrializada está llevando a cabo desde los tiempos de la primera revolución industrial. Para paliar o incluso revertir esta situación es imperativa la búsqueda de nuevas fuentes energéticas limpias y eficientes.
Fuente: sinc.
