En la búsqueda por mejorar la producción de hidrógeno mediante hidrólisis del agua, investigadores de los Laboratorios Sandia en Estados Unidos han logrado prometedores avances con un catalizador que podría sustituir al platino, el disulfuro de molibdeno, o Molly para los amigos.
La sustitución del metal precioso es uno de los focos de investigación más importantes siendo coste y disponibilidad sus mayores inconvenientes. He ahí la mejor baza de Molly dado su “ridículo” precio de 370 dólares por kilogramo frente los estratosféricos 1.500 dólares por GRAMO del platino.
Molly no es un desconocido en esta línea de investigación, pero los rendimientos que mostró en el pasado fueron realmente bajos. El catalizador mejorado por Sandia consiguió producir 4 veces más hidrógeno que el máximo conseguido hasta la fecha y, según el postdoc en Sandia, Stan Chou, “Esto es sólo el principio, aún hay margen de mejora en la integración de Molly en sistemas como la pila de combustible”.
Activación del núcleo del producto
“La idea era entender la estructura molecular de Molly para que fuera un catalizador de rendimiento similar al platino pero mucho más abundante y barato. Es por ello que estudiamos el material a nivel atómico y de este modo conseguimos que las partes “inactivas” pudieran también producir hidrógeno”.
Molly tiene una estructura laminar sin vínculo molecular entre láminas que, a diferencia de un metal, pueden deslizarse una sobre la otra de forma similar al grafeno y, por tanto, presentan una gran superficie interna. El problema radica en la inactividad de esa superficie interna dado que sólo los bordes de las nanoestructuras 2D presentan una actividad comparable al platino, el resto del material permanece inactivo, algo así como usar sólo la piel de la naranja y tirar el resto.[blocktext align=»left»]
Honda Smart Hydrogen Station. Una estación capaz de producir su propio hidrógeno [/blocktext]
El objetivo del grupo de investigadores es ahora activar el núcleo del producto para sacar el máximo rendimiento al material. Según el co-autor Bryan Kaehr “Hay muchas maneras de conseguirlo, pero la más fácilmente escalable consiste en separar las nanoláminas en solución usando litio, activando catalíticamente la superficie interna como si se tratara del borde de la estructura”.
Fotosíntesis inorgánica
Un beneficio adicional es la capacidad de Molly de activarse con luz solar, lo que podría llevar a los usuarios a disponer de sistemas de producción de hidrógeno desconectados de la red, simplificando diseños actuales off-grid que requieren una instalación fotovoltaica, eólica, etc. Según apuntan en el estudio, se trataría de una fotosíntesis con materiales inorgánicos donde se almacenaría la energía del Sol en energía química, en este caso, hidrógeno.
Aunque los resultados son esperanzadores, los investigadores son cautos al hablar de escalar el proceso industrialmente. Aun así, obtener un catalizador que pueda sustituir al platino de un modo tan económico, y al mismo tiempo trabajar sin aporte eléctrico reduciría enormemente los costes de producción de hidrógeno.
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Fuente | Sciencedaily
