El agua de mar podría ser una fuente de combustible de hidrógeno limpio
Tamara Kulikova / Alamy
Por primera vez, se producirán a escala comercial electrodos que pueden producir hidrógeno a partir de agua de mar sin generar gas cloro corrosivo y tóxico.
“La electrólisis tradicional sólo ha sido posible con agua pura, un recurso global cada vez más escaso”, dijo Doug Wicks de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada-Energía (ARPA-E) del Departamento de Energía de Estados Unidos en un comunicado de prensa.[These electrodes] “Elimina la dependencia del proceso del agua pura y aprovecha el recurso hídrico más abundante del mundo: el océano”.
El proceso utiliza un cátodo cargado negativamente y un ánodo cargado positivamente para dividir el agua de mar en cuatro “corrientes”: oxígeno e hidrógeno útiles, y corrientes ácidas y alcalinas inocuas que pueden reciclarse fácilmente y devolverse al océano. Equatic, la empresa emergente con sede en California que diseñó la tecnología con el apoyo de ARPA-E, planea vender el hidrógeno y el oxígeno creados en el proceso para compensar sus costos. La corriente alcalina reacciona con el CO2 de la atmósfera para formar minerales estables que pueden verterse nuevamente en el mar, mientras que la corriente ácida puede regresar al océano una vez que se restablezca su pH original después de fluir sobre rocas ricas en sílice.
Al igual que las técnicas estándar que dividen el agua para producir hidrógeno, este proceso se lleva a cabo en un electrolizador, una máquina que utiliza pilas de electrodos para separar las moléculas de agua con electricidad. Pero los dispositivos existentes tienen problemas para trabajar con agua de mar porque las destruye: está llena de sal disuelta, otros minerales, metales y microorganismos que degradan los componentes y obstruyen el funcionamiento. Además, la carga eléctrica que atrae el oxígeno al ánodo separa la sal del agua de mar, lo que genera gas de cloro tóxico que corroe rápidamente la máquina.
Para evitar este problema, Chen y sus colegas diseñaron un ánodo que puede separar selectivamente el oxígeno de las moléculas de agua sin separar la sal. Utilizaron una capa que bloquea el cloro para permitir que el agua fluya a través del catalizador y detener la sal. Según las pruebas de laboratorio, Chen dice que esperan que los ánodos funcionen durante al menos tres años antes de que sea necesario quitarlos y recubrirlos.
Pau Farras, de la Universidad de Galway (Irlanda), que no está relacionado con la empresa, afirma que tres años serían un buen resultado y que estos ánodos selectivos de oxígeno son un método prometedor para utilizar agua de mar para fabricar combustible de hidrógeno. Pero afirma que aún no han demostrado que puedan funcionar en condiciones reales. “Lo que tenemos que hacer es ver el rendimiento real en un entorno real”, afirma.
La empresa comenzará a producir ánodos en una fábrica en California con capacidad para producir 4.000 al año. Se utilizarán en una planta de demostración que se está construyendo en Singapur y que, según la empresa, será capaz de eliminar 10 toneladas de CO2 y producir 300 kilogramos de hidrógeno al día.
Temas: