El paso hacia una “economía del hidrógeno” como alternativa al sistema energético actual, basado en los combustibles fósiles, está cada vez más cerca. Un equipo de expertos del Instituto de Ciencias de Materiales de Sevilla (ICMS) del CSIC, coordinado en este proyecto por Juan Pedro Holgado, ha obtenido catalizadores nanoestructurados de níquel, materiales capaces de transformar las moléculas de agua y de metano en hidrógeno, lo que podría permitir su producción de manera masiva. Uno de los retos a los que se enfrenta este grupo de expertos es conseguir que el proceso de la producción de hidrógeno a partir de metano sea una alternativa factible y respetuosa con el medio ambiente.
Un catalizador es una sustancia que sirve de ayuda en una reacción y es capaz de transformar unas moléculas en otras; en este caso una molécula de agua y una de metano se convierten en tres de hidrógeno (y dos de monóxido de carbono, que en una etapa posterior también se transforman). Aunque esta reacción ya se produce a nivel industrial, para una producción de hidrógeno a una escala mayor y con un crecimiento sostenido, este equipo de expertos propone la sustitución de los catalizadores de platino por los de níquel, “ya que este metal es una alternativa barata y abundante”, señala Holgado.
Aunque actualmente ya se utiliza el metano para la obtención de hidrógeno, resulta muy cara su producción a gran escala porque para la transformación requiere de catalizadores a partir de metales nobles como el platino, loa cuales son escasos y de coste muy elevado.
Los expertos quieren conseguir que el proceso de la producción de hidrógeno a partir de metano sea una alternativa factible y respetuosa con el medio ambiente. El uso catalizadores de níquel, como medio a partir del cual se va a producir la transformación química de ese metano, a pesar de resultar barato y duradero, presenta un problema denominado "envejecimiento". Durante el periodo de funcionamiento, el catalizador va perdiendo eficiencia de forma progresiva hasta que finalmente deja de funcionar. Esto ocurre, entre otras cosas, porque en la mayoría de gases que sufren transformaciones químicas (sobre todo a escala industrial) puede haber impurezas, como compuestos de azufre que "envenenan" el catalizador.
A través del empleo de técnicas innovadoras como las de radiación sincrotrón, y usando métodos de síntesis adecuados, los científicos obtienen catalizadores en los que el níquel se dispone en forma de nanopartículas de tamaño controlado y homogéneo, con el objetivo de incrementar la estabilidad de los sistemas catalíticos. De este modo tratan de minimizar los problemas que presenta el uso del níquel frente al platino.
Además de ser más económico, actualmente, el gas natural supondría un paso intermedio para lograr el objetivo final que sería obtener hidrógeno a partir de agua. Según explican los expertos, “éste sería el proceso más limpio de todos, ya que no sería necesario el metano y no se produciría dióxido de carbono. Eso sí, siempre y cuando la electricidad utilizada en el proceso de transformación de agua a hidrógeno provenga de energías limpias también.
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