Por: Dra. Franyi Sarmiento, Ph.D., Inspenet, 26 de abril 2022
Científicos de Corea del Sur han desarrollado una nueva forma de fotocatalizador no metálico que puede utilizarse para la producción de hidrógeno verde. Este nuevo tipo de catalizador usa la luz solar para producir H2 sin generar emisiones de gases de efecto invernadero.
El fotocatalizador no metálico para la producción de hidrógeno verde tiene el potencial de ayudar a superar una serie de retos relacionados con la producción limpia de este combustible sin emisiones.
Aunque se utilicen energías renovables como la solar o la eólica, la producción de H2 sigue teniendo ciertos componentes que pueden hacer que no sea un proceso totalmente limpio y que siga teniendo un impacto medioambiental.
Los fotocatalizadores tradicionales son capaces de absorber la luz brillante para desencadenar reacciones químicas. Sin embargo, el problema con ellos es que están hechos principalmente de materiales metálicos que pueden ser perjudiciales para el medio ambiente, tanto en su obtención como en su manipulación una vez que llegan al final de su vida útil.
Los investigadores han encontrado una alternativa no metálica para intentar superar ese reto. Con un fotocatalizador no metálico, la producción de hidrógeno verde podría dar un paso en una dirección más limpia.
Según un comunicado de la Fundación Nacional de Investigación de Corea (NRF), los investigadores de la Universidad de Inha han desarrollado un fotocatalizador no metálico de nitruro de carbono de alto rendimiento con una forma estructural de nuevo diseño. Puede emplearse para utilizar la luz solar para descomponer las moléculas de agua en oxígeno y H2.
A diferencia del catalizador de platino, que está hecho de un metal precioso y es bastante caro, el catalizador sensible a la luz de nuevo diseño es bastante barato de fabricar y, según NRF, tampoco es tóxico.
Los investigadores determinaron que, al emplear una estrategia ecológica de adición de agua y corriente durante el proceso de creación del fotocatalizador de nitruro de carbono, el resultado fue un componente con una eficacia fotocatalítica unas 12 veces mayor que la de un catalizador metálico tradicional.
Además, el nuevo diseño también resultó ser considerablemente más estable y notablemente más duradero que los dispositivos convencionales considerados como el estándar actual, dijo NRF en su declaración.
Básicamente, las moléculas se mantienen unidas por enlaces químicos y las reacciones químicas suelen ser tan sencillas como romper algunos enlaces y crear otros con otros átomos.
La ruptura de enlaces requiere energía, mientras que la creación de enlaces proporciona energía.
Algunos enlaces son más fuertes que otros, por lo que se necesita más energía para romperlos, pero se emite tanta energía como la que se necesita para crear el enlace. Por ejemplo, una molécula de hidrógeno tiene dos átomos de hidrógeno. Se necesita una pequeña cantidad de energía para romper el enlace entre ellos.
Si permitimos que esos átomos se unan una vez más se liberará la misma cantidad de energía, la reacción entre el hidrógeno y el oxígeno para formar agua implica dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno para iniciar la reacción. Los enlaces entre el hidrógeno y el oxígeno deben romperse. Esto requiere mucha energía, pero el uso de un catalizador reducirá la cantidad de energía necesaria. ¿Por qué? Porque los catalizadores tienen una gran afinidad por algunos reactivos.
Un catalizador como el platino tiene una alta afinidad por el hidrógeno, por lo que rompe el enlace espontáneamente, y el hidrógeno simplemente se pega al platino.
Fuente: https://ecoinventos.com/nuevo-fotocatalizador-no-metalico-produccion-hidrogeno-verde/
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