Por: Dra. Franyi Sarmiento, Ph.D., Inspenet, 11 de marzo de 2022
Investigadores de la Universidad de California Santa Cruz (UCSC, EE. UU) demostraron que un compuesto de galio y aluminio que se produce fácilmente crea nanopartículas de aluminio que reaccionan rápidamente con el agua a temperatura ambiente para producir grandes cantidades de hidrógeno, sin la necesidad de contar con ninguna entrada de energía.
“Nunca había visto algo así”, escribe en un artículo publicado en la web de la Universidad Scott Oliver, profesor de química de la UCSC. “No necesitamos ninguna entrada de energía, y burbujea hidrógeno como loco”, añade el investigador, que comparte con Bakthan Singaram, profesor de química y bioquímica, la dirección de este trabajo, publicado en el número de febrero de la revista Applied Nano Materials.
El aluminio es un metal altamente reactivo que puede extraer el oxígeno de las moléculas de agua para generar gas hidrógeno. Su uso generalizado en productos que se mojan no representa ningún peligro porque el aluminio reacciona instantáneamente con el aire para adquirir una capa de óxido de aluminio, que bloquea reacciones posteriores.
La reacción del aluminio y el galio con el agua se conoce desde la década de 1970. Funciona porque el galio, que permanece líquido a un rango de temperatura muy amplio, elimina la capa pasiva de óxido de aluminio, lo que permite el contacto directo del aluminio con el agua. Esta nueva investigación, sin embargo, incluye varias innovaciones y hallazgos que podrían conducir a aplicaciones prácticas.
Usando microscopía electrónica de barrido y difracción de rayos X, los investigadores mostraron la formación de nanopartículas de aluminio en un compuesto de galio-aluminio 3: 1, que encontraron que era la proporción óptima para la producción de hidrógeno.
En este compuesto rico en galio, el galio sirve tanto para disolver el revestimiento de óxido de aluminio como para separar el aluminio en nanopartículas. “El galio separa las nanopartículas y evita que se agreguen en partículas más grandes”, dice Singaram. “La gente ha luchado para hacer nanopartículas de aluminio, y aquí las estamos produciendo en condiciones normales de presión atmosférica y temperatura ambiente”.
Hacer el compuesto no requiere nada más que una simple mezcla manual. “Nuestro método utiliza una pequeña cantidad de aluminio, lo que garantiza que todo se disuelva en la mayoría de galio como nanopartículas discretas”, dice el investigador. “Esto genera una cantidad de hidrógeno mucho mayor, casi completa en comparación con el valor teórico basado en la cantidad de aluminio. También facilita la recuperación de galio para su reutilización”.
El material compuesto se puede fabricar, además, a partir de aluminio fácilmente disponible, incluidas las láminas o las latas usadas, y luego se puede almacenar durante períodos prolongados, cubriéndolo con ciclohexano para protegerlo de la humedad.
En cuanto al galio, aunque no abunda y es relativamente caro, se puede recuperar y reutilizar varias veces sin perder eficacia, explica Singaram. Eso sí, queda por ver si este proceso se puede ampliar para que sea práctico para la producción de hidrógeno a escala comercial.
Fuente y foto: https://www.energias-renovables.com/hidrogeno/cientificos-obtienen-hidrogeno-de-manera-eficiente-a-20220223
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