De la nada: nueva energía solar

Los investigadores dicen que su prototipo produce hidrógeno con una pureza superior al 99% y funciona en aire seco con una humedad relativa del 4%.

Los investigadores han creado un dispositivo alimentado por energía solar que produce combustible de hidrógeno directamente a partir de la humedad del aire.

Según sus inventores, el prototipo produce hidrógeno con una pureza superior al 99% y puede funcionar en aire seco con una humedad relativa del 4%. El dispositivo permitiría producir hidrógeno sin emisiones de carbono incluso en regiones donde el agua en tierra es escasa, afirman.

El hidrógeno es un combustible sin emisiones de carbono que solo produce agua como subproducto cuando se utiliza en pilas de combustible. Sin embargo, el hidrógeno puro no abunda en la naturaleza y producirlo requiere un aporte de energía. La producción a gran escala suele implicar combustibles fósiles que generan emisiones de carbono.

El autor principal del estudio y profesor titular de ingeniería química en la Universidad de Melbourne, el Dr. Gang Kevin Li, dijo que el dispositivo productor de hidrógeno podría funcionar con energía solar o eólica.

Un prototipo produjo hidrógeno durante más de 12 días consecutivos en una prueba monitorizada. “[Para] uno de ellos, lo dejamos funcionar solo durante ocho meses”, dijo Li.

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El dispositivo está compuesto de un material esponjoso con un líquido higroscópico, un líquido que absorbe la humedad del aire, de función similar a las bolsitas de gel de sílice. Las moléculas de agua absorbidas se dividen luego en los electrodos en gases de hidrógeno y oxígeno, un proceso conocido como electrólisis.

"El hidrógeno es la energía limpia por excelencia... siempre y cuando haya fuentes de energía renovables para electrolizar el agua", dijo Li.

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Se estima que el dispositivo produce hasta 93 litros de hidrógeno por metro cuadrado por hora. "Si tienes 10 metros cuadrados de esta unidad, puedes alimentar una casa entera... para reemplazar el consumo de gas natural en casa para cocinar y calentar", dijo Li.

Los prototipos todavía son de tamaño pequeño y el equipo tiene planes de crear unidades de 1 y 10 metros cuadrados el próximo año.

Los investigadores prevén que el dispositivo podría ser una herramienta útil en regiones donde no hay agua líquida disponible para producir hidrógeno. "Gran parte del mundo tiene problemas de escasez de agua", afirmó Li. "Cuando tienes mucha energía renovable (eólica o solar), [a menudo] no tienes mucha agua dulce para este tipo de producción de hidrógeno".

El Dr. Kim Beasy del Victorian Hydrogen Hub de la Universidad de Swinburne, que no participó en la investigación, dijo que el combustible de hidrógeno, si bien es importante, no es una solución milagrosa para alcanzar el cero neto. "Estamos empezando a comprender que el hidrógeno será una pieza del rompecabezas", afirmó.

“Nos proporcionará orientación para algunas industrias bastante difíciles de mitigar, como el transporte. No tenemos alternativa al diésel en este momento... el hidrógeno es una muy buena opción”.

Las economías de escala necesarias “probablemente no se alcanzarán inmediatamente con hidrógeno limpio”, afirmó Beasy, citando el elevado precio de los electrolizadores de hidrógeno convencionales. "Lo que realmente necesitamos es más apoyo y subsidios gubernamentales para reducir el costo de implementar esta tecnología".

El estudio fue publicado en la revista Nature Communications.

Este artículo fue modificado el 14 de septiembre de 2022 para dejar claro que el hidrógeno solo produce agua como subproducto cuando se utiliza en pilas de combustible. Cuando se quema en el aire también produce óxidos de nitrógeno.