Un método revolucionario utiliza energía solar para producir hidrógeno verde a partir del agua

Un equipo de investigadores de la Universidad de Strathclyde dijo que la energía solar se puede utilizar para la generación de energía de hidrógeno a gran escala. Aunque el hidrógeno es una de las fuentes de energía más limpias, incluso hoy en día la mayor parte del hidrógeno que producimos todavía proviene de combustibles fósiles. Un impactante informe del Departamento de Energía de los Estados Unidos revela que las plantas de gas natural están fuentes de 95 por ciento de hidrógeno producido en el país.

Como resultado de estos métodos de producción de hidrógeno basados ​​en combustibles fósiles, se liberan grandes cantidades de gases de efecto invernadero a la atmósfera. Estos gases agudizan la crisis del cambio climático por la que atraviesa nuestro planeta. Sin embargo, esto se puede evitar si descubrimos una forma ecológica y sostenible de producir hidrógeno.

Los científicos de la Universidad de Strathclyde han propuesto uno de esos métodos en su reciente estudio Publicado en Angewandte Chemie, una revista científica dirigida por la Sociedad Química Alemana.

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    El enfoque práctico para la producción de combustible de hidrógeno verde

    Escisión de una molécula de agua en presencia de iridio. Fuente: Angewandte Chemie edición internacional

    La producción de hidrógeno verde a partir del agua requiere un material que pueda desencadenar la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno mediante la luz. Tal material se llama fotocatalizador. Los científicos han utilizado donadores de electrones de sacrificio para la producción de hidrógeno en muchos experimentos anteriores.

    Aunque estos agentes pueden aumentar la producción de hidrógeno al reducir la tendencia a la recombinación de electrones y huecos, no podrían usarse para la generación de combustible de hidrógeno a gran escala. El investigador de la Universidad de Strathclyde afirma que se puede producir hidrógeno almacenable en grandes cantidades mediante la fotocatálisis del agua en presencia de la luz solar utilizando un polímero de partículas conjugadas que contiene un catalizador metálico como el iridio.

    Cuando se le preguntó sobre la importancia del polímero conjugado, el investigador principal Sebastian Sprick dijo Ingenieria interesante, "Los polímeros conjugados (cargados con material como el iridio) tienen un potencial significativo debido a su capacidad de ajuste por síntesis química que permite un mejor diseño de materiales en el futuro". Sin embargo, dado que el iridio es un material raro, agrega Sprick, "la investigación ahora se centrará en reemplazar estos catalizadores de metales raros para permitir que los materiales se amplíen para abordar la producción de hidrógeno a gran escala de manera eficiente".

    Algunos estudios previos han confirmado esto el mayor desafío en la producción de hidrógeno verde es garantizar la disponibilidad de una gran fuente de energía renovable. Porque la energía solar es una fuente de energía renovable y de fácil acceso, y está disponible en cantidades abundantes en la Tierra. Sprick y su equipo de investigadores revelan que la división fotocatalítica del agua bajo la influencia de la luz solar puede resultar la forma más eficiente y limpia de producir hidrógeno verde a gran escala.

    Por ejemplo, la cantidad de energía solar que llega a la Tierra en una hora es mas que suficiente para satisfacer la demanda mundial de energía durante un año completo. Un trabajo de investigación publicado el año pasado en Naturaleza destaca además que la fotocatálisis soportada por energía solar es una altamente eficiente y asequible Técnica para producir hidrógeno.

    Según Sprick, "el fotocatalizador informado puede acceder a la energía solar a través de procesos energéticamente desfavorables para generar un portador de energía almacenable en forma de hidrógeno a partir del agua. Luego, el hidrógeno se puede convertir limpiamente en electricidad en una celda de combustible con el 'agua como único lado'. producto ".

    ¿Es el hidrógeno verde el futuro?

    El hidrógeno producido a través de la fotocatálisis solar utilizando el polímero conjugado no genera emisiones de carbono. Además, no se liberan gases de efecto invernadero cuando este hidrógeno se convierte en una celda de combustible de hidrógeno. Por lo tanto, utilizando este método es posible obtener una producción de hidrógeno casi limpia y verde.

    Según un informe de la Agencia Internacional de Energía, el hidrógeno verde tiene un excelente potencial, ya que puede reducir significativamente nuestra dependencia de los combustibles fósiles y reducir la huella de carbono mundial. Industrias como el transporte marítimo, la refinación de petróleo, el transporte y la industria aeroespacial, que actualmente crean una gran cantidad de contaminación a partir de los combustibles tradicionales, pueden volverse casi libres de contaminación mediante el uso de hidrógeno crudo.

    el año pasado el Así lo anunció el gobierno del Reino Unido. que para 2030 tienen como objetivo producir suficiente hidrógeno para satisfacer las necesidades energéticas de tres millones de hogares. La red nacional del país también se está desarrollando una red de hidrógeno para producir electricidad limpia. El gobierno francés está haciendo grandes inversiones para aumentar su producción de hidrógeno verde. Un informe de mercado revela que Francia invertir $ 7.28 mil millones (7.000 millones de euros) para el final de esta década para lograr sus objetivos de hidrógeno verde.

    Muchas naciones y empresas han entendido que el hidrógeno verde es el combustible del futuro. Es amigable con el medio ambiente, eficiente y puede permitirnos acelerar nuestros esfuerzos para revertir el cambio climático. Sin embargo, los investigadores de la Universidad de Strathclyde sugieren que todavía hay muchos desafíos en el camino de la producción sostenible de hidrógeno verde y están trabajando en estos desafíos.

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