Es probable que el hidrógeno desempeñe un papel crucial en nuestros esfuerzos por alejarnos de los combustibles fósiles, pero fabricarlo de una manera respetuosa con el medio ambiente requiere enormes cantidades de agua. Ahora, los investigadores han desarrollado una nueva técnica que produce hidrógeno como combustible de la nada, incluso en los climas más secos.
Si bien la energía renovable y la tecnología de baterías están logrando grandes avances en la descarbonización de gran parte de los sectores de energía y transporte, el hidrógeno también podría ser una parte importante de la combinación energética. Puede quemarse como los combustibles convencionales, pero el único subproducto que libera es agua. Tiene una densidad de energía decente, lo que la convierte en una solución prometedora para aplicaciones con requisitos de peso estrictos, como la aviación, y también puede ser una forma útil de almacenar energía durante períodos más largos.
Pero cuán ecológico es el combustible de hidrógeno depende mucho de cómo se produce. Hoy en día, la mayor parte es el llamado “hidrógeno gris”, que se fabrica a partir de combustibles fósiles y produce unas emisiones considerables de gases de efecto invernadero. Para que el hidrógeno contribuya a la descarbonización, debemos cambiar al "hidrógeno verde" producido por electrolizadores que dividen el agua en hidrógeno y oxígeno utilizando energía renovable.
Un desafío es que muchos de los lugares con las mejores fuentes de energía renovable luchan contra la escasez de agua. Pero ahora, investigadores de la Universidad de Melbourne en Australia han desarrollado una nueva técnica que puede crear combustible de hidrógeno a partir de la humedad absorbida del aire. Además, funciona incluso si la humedad es inferior a la que se encuentra en los desiertos más secos del mundo.
“La capacidad de usar la humedad del aire hace que este módulo DAE [electrolizador de aire directo] sea aplicable en entornos remotos, áridos y semiáridos donde la accesibilidad al agua dulce es un gran problema”, dijo Gang Kevin Li a Newsweek . “La mayoría de las áreas de la tierra con alto potencial solar y eólico carecen de agua dulce”.
El acceso al agua sería una gran preocupación si la producción de hidrógeno verde se incrementara significativamente. En un artículo en Nature Communications , los investigadores señalan que más de un tercio del planeta es árido o semiárido, y que existe un importante solapamiento entre las zonas con escasez de agua y las de mayor potencial solar y eólico.
Sin embargo, incluso en los climas más secos, hay una cantidad considerable de humedad en el aire. Los investigadores señalan que incluso en lugares como el desierto del Sahel, la humedad relativa sigue siendo de alrededor del 20 por ciento en promedio. Así que se pusieron a buscar una manera de utilizar este recurso hídrico sin explotar para producir hidrógeno.
Su dispositivo consiste en una unidad de recolección de agua que alberga una esponja empapada en un líquido absorbente de agua que puede extraer la humedad del aire. A ambos lados de este depósito hay electrodos que pueden funcionar con cualquier fuente de energía renovable. Cuando una corriente atraviesa el circuito, el agua se divide mediante electrólisis en sus átomos de oxígeno e hidrógeno constituyentes, que luego se pueden recolectar como gas.
El equipo demostró que el dispositivo podía funcionar de manera eficiente durante 12 días consecutivos y producía hidrógeno con una pureza del 99 por ciento. Además, el dispositivo sigue funcionando con una humedad relativa tan baja como el cuatro por ciento.
Para probar su potencial en el mundo real, el equipo instaló cinco electrolizadores en paralelo y los colocó afuera, donde fueron alimentados por un panel solar. La configuración pudo producir un promedio de 745 litros (197 galones) de hidrógeno por metro cuadrado por día.
Eso es aproximadamente la mitad de la cantidad que produciría un electrolizador alimentado por agua convencional en condiciones ambientales similares, dijo Simon Bennett de la Agencia Internacional de Energía a New Scientist , pero no está mal para un dispositivo que funciona con humedad.
Un problema importante al que se enfrenta el combustible de hidrógeno es el hecho de que la infraestructura para distribuirlo es muy diferente de la que se utiliza para los combustibles fósiles actuales, ya que a menudo requiere almacenamiento a alta presión e incluso criogénico. Como Li señaló a Newsweek , un dispositivo como este que permite producir hidrógeno en cualquier lugar podría ayudar a distribuir la producción, lo que podría solucionar algunos de estos problemas.
Sin embargo, por el momento, la mayor barrera para el hidrógeno verde es el costo. Hasta que la tecnología de electrolizadores baje de precio y se vuelva más eficiente, es poco probable que el hidrógeno compita con los combustibles tradicionales, ya sea extraído de la nada o no.
Fuente
singularityhub.com
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