Ingenieros utilizan ondas sonoras para multiplicar por 14 la producción de hidrógeno verde

«Uno de los principales problemas de la electrólisis es el elevado coste de los materiales utilizados en los electrodos, como el platino o el iridio», explica en un comunicado Amgad Rezk, profesor asociado del RMIT y director del trabajo.

«Con las ondas sonoras es mucho más fácil extraer hidrógeno del agua, lo que 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 utilizar materiales de electrodos mucho más baratos, como la plata», explica Rezk.

La investigación se publica en Advanced Energy Material, y se ha presentado una solicitud de patente provisional australiana para proteger la nueva tecnología, según el comunicado.

Figura 1. La investigadora de doctorado Yemima Ehrnst sostiene el dispositivo acústico que el equipo utilizó para impulsar la producción de hidrógeno utilizando la electrólisis para dividir el agua.

¿Cómo se utiliza la electrólisis para producir hidrógeno verde?

Se hace circular electricidad a través del agua empleando dos electrodos para dividir las moléculas de agua en gases de oxígeno e hidrógeno. Este proceso produce hidrógeno verde, que sólo representa una «pequeña fracción» de la producción mundial de hidrógeno debido a la gran cantidad de energía necesaria.

Entonces, ¿cómo se produce la mayor parte del hidrógeno? Mediante la separación del gas natural, también conocido como hidrógeno azul. El gas natural emite gases de efecto invernadero a la atmósfera.

En su experimento, los ingenieros del RMIT utilizaron vibraciones de alta frecuencia para «dividir y conquistar» moléculas de agua individuales durante la electrólisis.

«La producción eléctrica de la electrólisis con ondas sonoras fue unas 14 veces mayor respecto a la electrólisis sin ellas, para un voltaje de entrada dado. Esto equivale a la cantidad de hidrógeno producida», explica Yemima Ehrnst, primera autora del estudio.

El uso de ondas sonoras es un gran avance, pero quedan retos por delante

Ehrnst añadió que las ondas sonoras también «impidieron la acumulación de burbujas de hidrógeno y oxígeno en los electrodos, lo que mejoró enormemente su conductividad y estabilidad».

«Los materiales de los electrodos utilizados en electrólisis sufren la acumulación de gases de hidrógeno y oxígeno, formando una capa de gas que minimiza la actividad de los electrodos y reduce significativamente su rendimiento», explicó Ehrnst, investigador doctorado de la Escuela de Ingeniería de RMIT.

El profesor Leslie Yeo, uno de los investigadores principales, afirmó que el avance supone un gran paso hacia el uso de la «nueva plataforma acústica»para otras aplicaciones.

«Nuestra capacidad para suprimir la acumulación de burbujas en los electrodos y eliminarlas rápidamente mediante vibraciones de alta frecuencia representa un gran avance para la conductividad y estabilidad de los electrodos. Con nuestro método, podemos mejorar potencialmente la eficiencia de conversión, lo que supone un ahorro neto positivo de energía del 27 por ciento», afirma Yeo, de la Escuela de Ingeniería de RMIT.

Sin embargo, integrar la innovación de las ondas sonoras con los electrolizadores actuales para ampliar el trabajo es un reto en el que el equipo tiene que trabajar.