Su proceso de división es asistido por energía solar y reduce la cantidad de energía eléctrica invertida necesaria para romper los enlaces químicos en la molécula de agua para generar hidrógeno y oxígeno.
Se puede dividir un núcleo atómico para producir energía, pero ¿también se puede dividir el agua para crear combustible de hidrógeno que no dañe el medio ambiente? Actualmente, hacerlo tiene dos inconvenientes: consume mucho tiempo y energía.
Pero ahora, los investigadores de la Universidad Ben-Gurion del Negev en Beersheba y el Instituto de Tecnología Technion-Israel en Haifa han tomado un camino diferente. El físico ambiental de BGU, Prof. Arik Yochelis, y el profesor de ciencia de materiales de Technion, Avner Rothschild, creen que han identificado nuevas vías que acelerarían el proceso catalítico que creen que reducirá significativamente los costos de energía eléctrica invertidos.
Su proceso de división es asistido por energía solar, que se conoce científicamente con el término fotoelectroquímica, y reduce la cantidad de energía eléctrica invertida necesaria para romper los enlaces químicos en la molécula de agua para generar hidrógeno y oxígeno. La evolución del oxígeno, el proceso de generación de oxígeno molecular (O2) mediante una reacción química, generalmente a partir del agua, requiere la transferencia de cuatro electrones para crear una molécula de oxígeno y luego la adición de dos moléculas de hidrógeno para formar agua.
La evolución del oxígeno del agua se lleva a cabo a través de la fotosíntesis oxigénica, que implica la electrólisis del agua y la descomposición térmica de varios óxidos. Este proceso biológico apoya la vida aeróbica. Cuando industrialmente se requiere oxígeno relativamente puro, se aísla por destilación de aire licuado.
Según el modelo actual, esos electrones se mueven uno tras otro en una secuencia de cuatro pasos en un sitio de reacción atómica que dificulta energéticamente la reacción química.
Un cambio de paradigma en el combustible de hidrógeno verde
Sin embargo, Yochelis y Rothschild mostraron, tanto teórica como experimentalmente, un nuevo paradigma en el que dos electrones pueden transferirse simultáneamente en diferentes sitios de reacción, reduciendo las barreras energéticas para la evolución del oxígeno. Al principio los disuadieron los experimentos que no se ajustaban al paradigma existente, por lo que se propusieron encontrar una técnica diferente.
Sus hallazgos se publicaron en la principal revista revisada por pares en el campo de la sustentabilidad, Energy & Environmental Science, bajo el título «Rutas paralelas de reacción de fotooxidación del agua en fotoanodos de hematita: implicaciones para la producción de combustible solar». El estudio fue apoyado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y realizado en gran parte por el estudiante de doctorado Anton Tsyganok (Technion) y el becario postdoctoral Dr. Paulino Monroy-Castillero (BGU).
«Nuestra investigación cambia el entendimiento común dentro de la comunidad científica sobre el mecanismo catalítico para la evolución del oxígeno, una reacción central e importante que representa un cuello de botella en la producción de hidrógeno a partir del agua», dijo Rothschild, miembro de la facultad de ciencia e ingeniería de materiales del Technion.
“Al combinar el conocimiento y la experiencia de dos campos diferentes, demostramos que la reacción catalítica es más complicada de lo que la gente piensa”, dijo. “Esperamos que esta nueva comprensión conduzca a avances adicionales en el desarrollo de materiales y nuevos procesos para crear combustibles limpios a partir de recursos renovables para facilitar la transición a cero neto”.
Yochelis, miembro de la facultad de los Institutos Jacob Blaustein para la Investigación del Desierto de BGU en Sde Boker, dijo: «Más allá de la contribución científica de la investigación, es importante enfatizar la importancia del enfoque multidisciplinario y las colaboraciones cuando se trata de sistemas complejos como el sistema de energía Sin una comunicación abierta y constructiva entre dos investigadores con diferentes enfoques, esto no habría sucedido. [Tal] colaboración siempre producirá soluciones creativas a problemas desafiantes”.
Fuente: JPost- Traducido por UnidosxIsrael
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