El hidrógeno está destinado a ser fundamental en la transición hacia una economía de energía limpia, ya que proporciona un vector de alta densidad de energía para la energía renovable. El hidrógeno verde se crea a través de la electrólisis, dividiendo las moléculas de agua en oxígeno y gases de hidrógeno utilizando energía renovable. 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 produce a partir de la división del gas natural, conocido como hidrógeno azul, que emite gases de efecto invernadero a la atmósfera.
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Investigadores de la Universidad RMIT en Australia han utilizado ondas sonoras para aumentar 14 veces la producción de hidrógeno verde a través de la electrólisis para dividir el agua. Su invento ofrece una forma prometedora de aprovechar un suministro abundante de combustible de hidrógeno barato para el transporte y otros sectores, lo que podría reducir radicalmente las emisiones de carbono y ayudar a combatir el cambio climático.
En su experimento, los investigadores de RMIT utilizaron vibraciones de alta frecuencia para «dividir y conquistar» moléculas de agua individuales durante la electrólisis. Usando estas vibraciones, el equipo logró dividir las moléculas de agua para liberar 14 veces más hidrógeno en comparación con las técnicas estándar de electrólisis.
“Uno de los principales desafíos de la electrólisis es el alto costo de los materiales de los electrodos utilizados, como el platino o el iridio”, dijo el profesor asociado Amgad Rezk de la Universidad RMIT, quien dirigió el trabajo. “Con ondas sonoras que facilitan mucho la extracción de hidrógeno del agua, 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 de electrodos mucho más baratos, como la plata”.
La capacidad de usar materiales de electrodos de bajo costo y evitar el uso de electrolitos altamente corrosivos cambiaron las reglas del juego para reducir los costos de producción de hidrógeno verde , dicen los investigadores. Las ondas sonoras también impidieron la acumulación de burbujas de hidrógeno y oxígeno en los electrodos, lo que mejoró enormemente su conductividad y estabilidad.
La primera autora, Yemima Ehrnst, dijo que los materiales de los electrodos utilizados en la electrólisis sufren la acumulación de gas hidrógeno y oxígeno, formando una capa de gas que minimiza la actividad de los electrodos y reduce significativamente su rendimiento. Como parte de sus experimentos, el equipo midió la cantidad de hidrógeno producido a través de la electrólisis con y sin ondas sonoras de la salida eléctrica.
“La salida eléctrica de la electrólisis con ondas de sonido fue aproximadamente 14 veces mayor que la electrólisis sin ellas para un voltaje de entrada dado. Esto fue equivalente a la cantidad de hidrógeno producido”, dijo Ehrnst.
El avance del equipo fue un gran paso hacia el uso de una nueva plataforma acústica para otras aplicaciones, especialmente donde la acumulación de burbujas en los electrodos era un desafío.
“Nuestra capacidad para suprimir la acumulación de burbujas en los electrodos y eliminarlas rápidamente a través de vibraciones de alta frecuencia representa un gran avance para la conductividad y la estabilidad de los electrodos”, dijo la profesora Leslie Yeo, una de las principales investigadoras principales. “Con nuestro método, podemos mejorar potencialmente la eficiencia de conversión, lo que lleva a un ahorro de energía positivo neto del 27 %”.
Si bien la innovación es prometedora, el equipo debe superar los desafíos integrando la innovación de ondas de sonido con los electrolizadores existentes para ampliar el trabajo.
Fuente: inceptivemind
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