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Científicos usan perovskita para producir hidrógeno renovable

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) de EE. UU. han desarrollado un nuevo método para producir hidrógeno de forma renovable. Utilizaron compuestos a base de perovskita para hacer que el proceso de producción sea más sostenible y económico.

La tecnología utilizada por los científicos se conoce como hidrógeno termoquímico solar (STCH). Esta técnica es más eficiente energéticamente que el proceso de producción de hidrógeno limpio basado en el método de electrólisis, muy utilizado por la industria para fabricar amoníaco.

«Este es ciertamente un campo muy desafiante, con muchas preguntas de investigación aún sin respuesta, especialmente desde la perspectiva del uso de materiales prometedores como la perovskita», explica el ingeniero electroquímico Zhiwen Ma, autor principal del estudio.

hidrógeno termoquímico

El sistema de electrólisis necesita electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. STCH se basa en un proceso químico de dos pasos en el que los óxidos metálicos se exponen a temperaturas superiores a 1400 °C y luego se vuelven a oxidar con vapor a temperaturas más bajas para producir hidrógeno.

Plataforma conceptual para la producción de hidrógeno termoquímico solar (Imagen: Reproducción/NREL)

Mediante aprendizaje automático, cálculos de defectos y experimentos externos, los investigadores descubrieron la posibilidad de utilizar nuevos materiales de perovskita, capaces de catalizar la energía solar y transformarla en un combustible esencial para la producción de hidrógeno renovable.

“Para lograr este nivel de eficiencia y sustentabilidad, solo necesitamos identificar qué perovskitas son capaces de manejar altas temperaturas sin perder su capacidad energética, independientemente de las condiciones climáticas a las que estarán sujetas”, agrega Ma.

fotovoltaica

La producción directa de hidrógeno termoquímico solar puede crear una reacción química única, capaz de utilizar fácilmente todo el espectro de radiación. Con este proceso, es posible lograr una eficiencia mucho mayor en las tasas de conversión de energía fotovoltaica concentrada.

Esquema para la producción de hidrógeno termoquímico solar (Imagen: Reproducción/NREL)

Según los investigadores, en primer lugar, es necesario identificar cuáles son los materiales más eficientes para obtener hidrógeno termoquímico. La perovskita, en general, mostró buenos resultados, pero estos compuestos aún requieren más estudios antes de ser aplicados fuera del laboratorio.

“Este material aún no se ha encontrado necesariamente, pero este análisis proporciona algunos límites sobre dónde debemos ir en busca de un equilibrio entre los costos de producción y las expectativas energéticas que desea la comunidad científica”, concluye la profesora de ingeniería de materiales Genevieve Saur, coautora de el estudio.

Tommy Banks
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