ESTADOS UNIDOS.- La división del agua en hidrógeno y oxígeno presenta una alternativa a los combustibles fósiles, pero el agua purificada es un recurso precioso. Ahora, un equipo dirigido por la Universidad de Stanford ha desarrollado una forma de aprovechar el agua de mar, la fuente más abundante de la Tierra, para obtener energía química.
Los investigadores de Stanford han ideado una manera de generar combustible de hidrógeno utilizando energía solar, electrodos y agua salada de la Bahía de San Francisco.
Los hallazgos, publicados en la revista PNAS, demuestran una nueva forma de separar el hidrógeno y el oxígeno del agua de mar a través de la electricidad (electrólisis), una fuente de alimentación se conecta a dos electrodos colocados en el agua. Cuando se enciende la alimentación, salen burbujas de gas de hidrógeno del extremo negativo, llamado cátodo, y el oxígeno respirable emerge en el extremo positivo, el ánodo.
Pero el cloruro cargado negativamente en la sal de agua de mar puede corroer el extremo positivo, limitando la vida útil del sistema. Los investigadores querían encontrar una manera de evitar que los componentes del agua de mar rompan los ánodos sumergidos.
Teóricamente, para impulsar las ciudades y los autos, “se necesita tanto hidrógeno que no es posible utilizar agua purificada”, dijo Hongjie Dai, profesor de química en la Escuela de Humanidades y Ciencias de la Universidad de Stanford y coautor del artículo. “Apenas tenemos suficiente agua para nuestras necesidades actuales”.
El hidrógeno es una opción atractiva para el combustible porque no emite dióxido de carbono, dijo Dai. La quema de hidrógeno produce sólo agua que sería una alternativa para mitigar los problemas del cambio climático.
Los investigadores descubrieron que si cubrían el ánodo con capas ricas en cargas negativas, las capas repelen el cloruro y reducen la descomposición del metal subyacente. Sin el revestimiento con carga negativa, el ánodo solo funciona durante aproximadamente 12 horas en agua de mar, según Michael Kenney, estudiante graduado en el laboratorio de Dai y coautor del estudio. “Todo el electrodo se desmorona en una migaja”, dijo Kenney. “Pero con esta capa, es capaz de funcionar por más de mil horas”.
Los estudios anteriores que intentaron dividir el agua de mar para el combustible de hidrógeno habían corrido cantidades bajas de corriente eléctrica, porque la corrosión se produce en corrientes más altas. Pero Dai, Kenney y sus colegas pudieron conducir hasta 10 veces más electricidad a través de su dispositivo de múltiples capas, lo que ayuda a generar hidrógeno a partir del agua de mar a una velocidad mayor.
El equipo dio una demostración en condiciones de laboratorio, donde pudieron regular la cantidad de electricidad que ingresa al sistema. Pero también diseñaron una máquina de demostración que funciona con energía solar que produce hidrógeno y oxígeno a partir del agua de mar que obtuvieron de la Bahía de San Francisco. “Lo impresionante de este estudio fue que pudimos operar con corrientes eléctricas que son las mismas que se usan en la industria hoy en día”, dijo Kenney.
En el futuro, esta tecnología podría utilizarse para fines más allá de la generación de energía. Dado que el proceso también produce oxígeno respirable, los buzos o submarinos podrían llevar dispositivos al océano y generar oxígeno sin tener que salir a la superficie para respirar.
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