Ondas sonoras que multiplican por 14 la producción de hidrógeno verde
Un grupo de investigadores de la RMIT University de Australia ha descubierto una forma nueva y prometedora de multiplicar de forma significativa la producción de hidrógeno verde. Su invento consiste básicamente en emplear ondas sonoras durante la electrólisis para dividir el agua, de lo que se derivaría un método apropiado para obtener un suministro abundante de hidrógeno sostenible, y además barato, para el transporte y otros sectores. Naturalmente, se trataría de una iniciativa que podría reducir sensiblemente las emisiones de carbono y ayudar a combatir el cambio climático.
Mediante el uso de vibraciones de alta frecuencia para “dividir y conquistar” las moléculas de agua individuales mientras tiene lugar la electrólisis, el equipo logró fragmentarlas para liberar 14 veces más hidrógeno en comparación con las técnicas de electrólisis estándar.
Según los ingenieros de esta universidad, este procedimiento es capaz además de reducir considerablemente los costes de producción del hidrógeno verde. “Uno de los principales problemas de la electrólisis es el elevado coste de los materiales utilizados en los electrodos, como el platino o el iridio”, ha explicado al respecto el profesor asociado de la RMIT y director del trabajo, Amgad Rezk.
“Con las ondas sonoras es mucho más fácil extraer hidrógeno del agua, lo que elimina la necesidad de utilizar electrolitos corrosivos y electrodos caros como el platino o el iridio. Como el agua no es un electrolito corrosivo, podemos usar materiales para los electrodos mucho más baratos, como la plata”, añade Rezk.
La investigación se ha hecho pública en la publicación Advanced Energy Material, y se ha presentado una solicitud de patente provisional australiana para proteger la nueva tecnología, según el comunicado de la universidad.
Veamos con un poco más de detalle cómo han procedido los investigadores de la RMIT. Es bien sabido que en la electrólisis se emplea electricidad que corre a través del agua junto con dos electrodos para dividir las moléculas de agua en gases de oxígeno e hidrógeno, que aparecen como burbujas.
Este proceso produce hidrógeno verde, que representa solo “una pequeña fracción” de la producción de hidrógeno a nivel mundial debido a la alta energía requerida. La mayor parte del hidrógeno se genera, nos recuerdan desde el centro australiano, a partir de la división del gas natural, conocido también como hidrógeno azul, que emite gases de efecto invernadero a la atmósfera.
En la imagen que acompaña a este texto, la investigadora de doctorado Yemima Ehrnst sostiene el dispositivo acústico que el equipo utilizó para impulsar la producción de hidrógeno utilizando la electrólisis para dividir el agua. La joven científica explica que “la producción eléctrica de la electrólisis con ondas sonoras fue unas 14 veces mayor respecto a la electrólisis sin ellas, para un voltaje de entrada dado”.
Mejor conductividad y estabilidad
Las vibraciones de alta frecuencia también dieron el resultado de impedir la acumulación de burbujas de hidrógeno y oxígeno en los electrodos, “lo que mejoró enormemente su conductividad y estabilidad”, añade.
“Los materiales de los electrodos utilizados en electrólisis sufren la acumulación de gases de hidrógeno y oxígeno, formando una capa de gas que minimiza la actividad de los electrodos y reduce significativamente su rendimiento”, detalla Ehrnst, investigadora adscrita a la Escuela de Ingeniería de la RMIT.
El profesor Leslie Yeo, uno de los investigadores principales, concluye que este avance supone un gran paso hacia el uso de la “nueva plataforma acústica” para otras aplicaciones.
“Nuestra capacidad para suprimir la acumulación de burbujas en los electrodos y eliminarlas rápidamente mediante vibraciones de alta frecuencia representa un gran avance para la conductividad y estabilidad de los electrodos. Con nuestro método, podemos mejorar potencialmente la eficiencia de conversión, lo que supone un ahorro neto positivo de energía del 27%”, afirma Yeo, miembro también de la Escuela de Ingeniería de la RMIT.
Si bien nos encontramos ante una innovación prometedora, ahora se presenta el reto de integrar el nuevo método en los electrolizadores actuales para poder ampliar el trabajo. “Estamos ansiosos -señala Yeo- por colaborar con socios de la industria para complementar su tecnología de electrolizadores con nuestro procedimiento”.
