Un equipo de ingenieros de la Universidad de Illinois en Chicago (UIC) ha diseñado un método revolucionario para producir gas hidrógeno a partir de agua, utilizando únicamente energía solar y residuos agrícolas, como estiércol y cáscaras. Esta técnica innovadora reduce la energía necesaria para extraer hidrógeno del agua en un 600%abriendo nuevas oportunidades para la producción química sostenible y respetuosa con el medio ambiente.
Los combustibles a base de hidrógeno se consideran una de las fuentes de energía limpia más prometedoras. Sin embargo, producir hidrógeno puro es un proceso que consume mucha energía y que normalmente requiere carbón o gas natural y grandes cantidades de electricidad. El nuevo método desarrollado por ingenieros de la UIC utiliza una sustancia rica en carbono llamada biocarbónlo que disminuye significativamente la cantidad de electricidad necesaria para convertir el agua en hidrógeno.
“Somos el primer grupo en demostrar que Se puede producir hidrógeno utilizando biomasa con una fracción de voltio.“dijo Singh, profesor asociado en el departamento de ingeniería química de la UIC. “Esta es una tecnología transformadora”, añadió.
Proceso
El proceso de electrólisis, que descompone el agua en hidrógeno y oxígeno, requiere una corriente eléctrica. A escala industrial, este proceso generalmente depende de combustibles fósiles para generar electricidad.. Sin embargo, los avances científicos recientes han podido reducir el voltaje necesario para la división del agua mediante la introducción de una fuente de carbono en la reacción, aunque estos métodos tradicionales suelen utilizar carbono o productos químicos costosos, liberando dióxido de carbono como subproducto.
El equipo de Singh ha modificado este proceso para utilizar biomasa de productos de desecho comunes. Al mezclar ácido sulfúrico con desechos agrícolas, desechos animales o aguas residuales, crean una sustancia parecida a una papilla llamada biocarbón, rica en carbono. Experimentaron con diferentes tipos de biocarbón elaborado a partir de cáscaras de caña de azúcar, desechos de cáñamo, desechos de papel y estiércol de vaca. Todas las variedades de biocarbón redujeron la energía necesaria para convertir el agua en hidrógeno, El estiércol de vaca es el más eficiente.disminuyendo el requisito eléctrico seis veces a aproximadamente un quinto de voltio.
Las necesidades energéticas eran tan bajas que los investigadores Pudieron impulsar la reacción con una célula solar de silicio estándar. que generó aproximadamente 15 miliamperios de corriente a 0,5 voltios, menos que la cantidad de energía producida por una batería AA.
“Es muy eficiente, con casi 35% de conversión desde biocarbón y energía solar hasta hidrógeno”, explicó Rohit Chauhan, coautor y becario postdoctoral en el laboratorio de Singh. “Estas son cifras récord mundiales; Es lo más alto que nadie haya demostrado”.
Dióxido de carbono
Para que el proceso sea cero neto, es necesario capturar el dióxido de carbono generado por la reacción. Singh señaló que esto también podría tener beneficios ambientales y económicoscomo la producción de dióxido de carbono puro para carbonatar bebidas o su conversión en etileno y otras sustancias químicas utilizadas en la fabricación de plásticos.
“No sólo diversifica la utilización de biorresiduos, sino que permite la producción limpia de diferentes productos químicos además del hidrógeno”, dijo Nishithan Kani, graduado de la UIC y coautor principal del artículo. “Esta forma barata de producir hidrógeno podría permitir a los agricultores ser autosuficientes en sus necesidades energéticas o crear nuevas fuentes de ingresos”, afirmó.
Orochem Technologies Inc., patrocinador de la investigación, ha solicitado patentes para sus procesos de producción de biocarbón e hidrógeno, y el equipo de la UIC planea probar los métodos a gran escala.
