Electrolizador de bajo coste, libre de corrosión y construido con silicio y nickel

image9Una nueva manera de producir hidrógeno sin que se produzca la corrosión de los materiales utilizados, y sin nada más que agua y luz solar, ha sido desarrollada por investigadores de la Universidad de Stanford.
El nuevo electrolizador basado en silicio, básicamente se trata de un semiconductor de silicio recubierto por una capa ultrafina de nickel, puede suponer un gran paso para la comercialización del hidrógeno a gran escala, según los investigadores.

“Las células solares solo funcionan cuando hay luz“, dice Hongjie Dai, profesor de química en Stanford, “en ausencia de luz, hay que echar mano de otras tecnologías para producir electricidad, como las plantas que queman carbón o gas natural“. Una solución mejor, según Dai, pasaría por combinar pilas de combustible con células solares.

Para producir hidrógeno y hacer funcionar una pila de combustible, los científicos hacen uso de la tecnología emergente para dividir la molécula de agua. Para ello, dos electrodos semiconductores se introducen en el agua y se conectan. Los electrodos absorben luz y usan la energía para dividir la molécula de agua en sus componentes, oxígeno e hidrógeno. El oxígeno se libera a la atmósfera, mientras que el hidrógeno puede almacenarse como combustible.

Cuando se necesita energía, el proceso se invierte. El hidrógeno almacenado se combina con el oxígeno del ambiente y alimenta una pila de combustible que produce electricidad y emite vapor de agua como único subproducto. Todo el proceso es absolutamente sostenible y no se producen emisiones contaminantes como resultado del mismo.

Pero en la actualidad se lucha contra una dificultad. Es necesario dar con una nueva manera de producir hidrógeno sin que se lleve a cabo la corrosión de los materiales empleados, y sin nada más que agua y luz solar.

“El silicio, ampliamente utilizado en las células solares, sería ideal”, afirma el estudiante de grado Michael J Kenney, “pero el silicio se degrada tan pronto entra en contacto con una solución electrolítica. De hecho, un electrodo de silicio sumergido empieza a corroerse en el momento en que comienza a producirse la electrolisis”. Para solucionar este problema, los investigadores han recubierto con nickel los electrodos de silicio. “El Nickel es resistente a la corrosión y es un elemento muy abundante”, explica Kenney.

En esta nueva investigación se ha recubierto un electrodo de silicio con una capa de 2 nanometros de nickel, se ha emparejado con otro electrodo y se han sumergido ambos en una solución de agua con borato potásico. Tras aplicar la luz y la electricidad, los electrodos comenzaron a dividir las moléculas de agua, incluso después de 24 horas el proceso seguía funcionando sin signos notables de corrosión. Para mejorar el proceso, los investigadores añadieron litio a la solución y comprobaron que éste añadía una mayor estabilidad a los electrodos, que llegaron a producir oxígeno e hidrógeno durante 80 horas (más de tres días) sin signos de corrosión.

Los investigadores planifican ahora sus esfuerzos en mejorar la estabilidad y la durabilidad de los electrodos tratados con nickel, además de mejorar otros materiales empleados. Esta nueva investigación fue publicada el pasado 15 de noviembre en la revista Science.

Fuente: CleanTechnica

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