Posts tagged ‘Hidrógeno’

Hidrógeno a partir de agua y luz

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Un grupo de investigadores han descubierto un catalizador que puede obtener hidrógeno separando el oxígeno del agua usando sólo luz solar y nanopartículas de óxido de cobalto. El descubrimiento puede dar lugar a una fuente de energía limpia y renovable.

Los resultados de las investigaciones han sido publicados en la revista Nature Nanotechnology. Bao Jiming, autor principal del artículo y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Universidad de Houston, la importancia de la investigación radica en el descubrimiento del nuevo fotocatalizador y el potencial de la nanotecnología.

La separación de las moléculas de agua mediante fotocatálisis se lleva investigando desde la década de 1970. Pero nunca antes se había usado óxido de cobalto para este fin. El proyecto se basó en otros experimentos de investigadores de la Universidad de Houston, la Universidad Estatal de Houston, la Academia China de Ciencias, la Universidad del Estado de Texas, la empresa de ópticas Carl Zeiss Microscopía LLC y la Universidad de Sichuan.

Los investigadores usaron las nanopartículas de dos maneras: mediante un láser y de forma mecánica. Bao señala que, aunque hay algunas diferencias, ambos métodos han funcionado. En los experimentos se han usado distintas fuentes de luz, desde un láser a la luz blanca que simula el espectro solar. Bao asegura que la reacción puede funcionar igual de bien usando la luz solar de forma natural, así que no necesitaría energía extra para completar el proceso.
Cuando se añaden las nanopartículas y se aplica la luz, el agua se divide en hidrógeno y oxígeno casi instantáneamente, produciendo el doble de hidrógeno que de oxígeno, según la relación dos a uno de las moléculas de agua.

Aumentar la eficiencia del proceso

El experimento demuestra que hay un potencial enorme como fuente de combustible renovable. La tasa de eficiencia es del 5%, una tasa de conversión demasiada baja para ser viable comercialmente. Bao cree que habría que llegar a una tasa de eficiencia de, aproximadamente, un 10%, esto es, que el 10% de la energía solar incidente se convierta en energía química para producir hidrógeno.

Hay otras cuestiones que hay que resolver, en general, para reducir costes y para ampliar la vida útil de las nanopartículas de óxido de cobalto, ya que no funcionaban después de una hora de reacción.

Leer más :hidrógeno, luz y nano partículas

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25 de diciembre de 2013 at 23:02 Deja un comentario

Nuevo sistema de almacenamiento de hidrógeno más eficaz.

Un equipo del Instituto Universitario de Nanociencia de Aragón (INA, Universidad de Zaragoza) ha diseñado y patentado un ‘diafragma’ que separa el hidrógeno del oxígeno con más pureza y menor gasto energético que los actuales. Las empresas Acciona Energía e Ingeteam ya los han utilizado.

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Miembros del Instituto Universitario en Nanociencia de Aragón de la Universidad de Zaragoza han desarrollado nuevos materiales para ser utilizados como ‘diafragmas’ separadores en la producción de hidrógeno.

El proyecto, que comenzó en 2009, tiene como objetivo mejorar la eficiencia y la vida útil de las usadas actualmente, así como en los componentes del electrolizador –descomponen sustancias en disolución con una corriente eléctrica–.

El nuevo dispositivo permite separar el hidrógeno del oxígeno a lo que se denomina un menor voltaje de celda, es decir, con un menor gasto energético, y con mayor pureza.

Los diafragmas han sido patentados y están siendo ya producidos a mediana escala y probados en el Centro Nacional del Hidrógeno y en las instalaciones de Acciona Energía-Ingeteam, utilizando electrolizadores con arquitectura modular ‘en multicelda’ en unidades de hasta 50 kW.

Estos dispositivos se han creado dentro de los proyectos ministeriales de transferencia de conocimiento a la empresa, como Sphera (CENIT) y Desphega (INNPACTO), gestionados a través de la OTRI del Vicerrectorado de Transferencia e Innovación Tecnológica de la Universidad de Zaragoza.

Con esta colaboración se ha contribuido al desarrollo de electrolizadores de tecnología alcalina de alta potencia y eficiencia para la producción de hidrógeno energético a partir de fuentes de energía renovables y, en particular, de la energía eólica.

En la actualidad, para ajustar la generación de la energía eléctrica a la demanda es necesario en muchos casos almacenarla. Una de las formas de hacerlo es en forma de hidrógeno utilizando para ello el electrolizador, capaz de romper la molécula de agua, obteniéndose oxígeno e hidrógeno, que se comprime y almacena.

Posteriormente, cuando de nuevo se precisa energía eléctrica, el hidrógeno se convierte en electricidad utilizando otro equipo, la pila de combustible.

13 de abril de 2013 at 23:42 Deja un comentario

Hidrógeno con agua y luz solar

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El Instituto IMDEA Materiales lidera un consorcio europeo de universidades, centros de investigación y empresas que busca producir nuevos materiales híbridos de escala nanométrica combinando compuetos de carbono, como el grafeno, con otros inorgánicos, como el óxido de titanio.

El resultado tendrá capacidad para separar moléculas de agua usando luz solar y producir hidrógeno de manera más eficiente. En estudios recientes se ha observado que estos nanohíbridos pueden ser hasta 25 veces más fotoactivos que materiales convencionales.

El proyecto, denominado CARINHYPH y financiado por el 7º Programa Marco de la UE, tiene como fin producir nuevos materiales con mayor eficiencia fotocatalítica, combinando nanocarbonos –nanotubos de carbono y grafeno–, con inorgánicos fotoactivos como óxidos metálicos, también de tamaño nanométrico.

El potencial de estos nuevos nanohíbridos radica principalmente en tres características. La primera son sus dimensiones nanométricas, que hacen que tengan un área superficial muy grande y, por lo tanto, una mayor cantidad de superficie disponible para llevar a cabo la disociación de agua.

La segunda es que el nanocarbono extiende el espectro de absorción de luz del híbrido y esto amplía la cantidad de energía solar que se puede captar para la reacción fotocatalítica.

Otra ventaja es que durante la reacción de disociación se extiende la vida útil de la carga mediante la separación de la parte negativa –el electrón se transfiere al nanocarbono– de la positiva –el hueco se queda en el inorgánico–, evitando así su recombinación y permitiendo que completen la reacción fotocatalítica.

Leer más: hidrógeno solar.

8 de marzo de 2013 at 08:12 Deja un comentario


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