Energia de hidrogênio ilimitada? Avanço visto na separação de H de H2O

Pesquisadores da Universidade de Houston descobrem um catalisador que pode tornar possível a extração de hidrogênio em escala comercial da água.

ondas do oceanoHidrogênio, hidrogênio por toda parte. (MIQUEL FABRE)

Sabe-se que o hidrogênio tem potencial para se tornar uma importante fonte de energia. E há um suprimento abundante dele, em nossa água, se pudermos encontrar uma maneira eficiente e de baixo custo de obter o oxigênio em H2O para liberá-lo. O Universidade de Houston (UH) acaba de anunciado que eles podem ter apenas encontrado isto.



A divisão do hidrogênio e do oxigênio na água é realizada por meio de um processo denominado “ eletrólise da água 'em que as moléculas de hidrogênio e oxigênio se separam em gases individuais por meio de “reações de evolução” separadas. Cada reação de evolução é induzida por um eletrodo na presença de um catalisador.



( ENERGY.GOV )



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A água também pode ser dividida usando fotocatálise que usa energia solar diretamente em vez de eletricidade, mas é menos eficiente, pois a água absorve apenas uma pequena faixa do espectro de luz.

É a falta de um catalisador eficiente e de baixo custo para as moléculas de oxigênio que está impedindo a extração em grande escala do hidrogênio. Até agora, os catalisadores de oxigênio foram baseados em metais 'nobres' escassos e caros, como irídio , platina , ou rutênio .

Este é um problema que tem impedido a extração comercial em grande escala de hidrogênio para energia há algum tempo, e o UH não é a única entidade procurando por um substituto. Na primavera passada, o Laboratório Nacional do Acelerador SLAC do Departamento Canadense de Energia e a Universidade de Toronto anunciado a descoberta de um novo gel catalisador de oxigênio baseado em ferro, cobalto e tungstênio que desencadeia uma reação de evolução em oxigênio três vezes mais rápida do que os catalisadores anteriores e mantém a estabilidade por centenas de ciclos de reação.



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O catalisador desenvolvido pela UH, no entanto, permanece utilizável por mais de 20 horas e 10.000 ciclos de teste. De acordo com Zhifeng Ren, um dos cientistas envolvidos, “Alguns catalisadores são excelentes, mas só são estáveis ​​por uma ou duas horas. Isso não adianta. '

O catalisador UH é um pó de metafosfato ferroso crescido em uma plataforma de espuma de níquel condutora.

Matefosfato ferroso (UH)

“Em termos de custo, é muito mais baixo e em termos de desempenho, muito melhor”, diz Ren. A equipe UH que fez a descoberta era composta por Paul C. W. Chu, Ren, Shuo Chen , pós-doutorandos Haiqing Zhou e Fang Yu, e estudantes de graduação Jingying Sun e Ran He. “Neste trabalho, descobrimos um eletrocatalisador altamente ativo e estável baseado em elementos abundantes em terra, que supera até mesmo os baseados em metais nobres. Nossa descoberta pode levar a uma abordagem mais econômica para a produção de hidrogênio a partir da eletrólise da água ', afirma Chen.

A equipe do UH escreve: “O hidrogênio (H2) produzido a partir da divisão da água por um processo eletroquímico, chamado eletrólise da água, foi considerado um recurso de energia limpa e sustentável para substituir os combustíveis fósseis e atender à crescente demanda global de energia, uma vez que a água é ambos o único material inicial e subproduto quando a energia limpa é produzida pela conversão de H2 de volta em água. ' Também é mais fácil armazenar hidrogênio do que energia solar ou eólica.

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