Energía solar para obtener hidrógeno

Hay un hecho que no cambia en el consumo de energía, y es que vamos a necesitar hidrógeno en el futuro. Es cierto que podemos obtener hidrógeno hoy, pero si la idea es reemplazar a algo tan masivo y (por ahora) abundante como los combustibles fósiles, entonces se van a requerir cantidades gigantescas de este gas primordial. El método por excelencia para obtener hidrógeno es el de la electrólisis del agua, pero de acuerdo a un boletín publicado en la revista Science, un nuevo dispositivo capaz de utilizar energía solar y un catalizador más abundante, podría elevar considerablemente la eficiencia en el proceso de obtención de hidrógeno.

Desde pequeñas calculadoras de bolsillo hasta los más poderosos satélites en órbita, la energía solar está “esperando” a que simplemente la tomemos. Obviamente, hemos hecho un gran progreso, pero todavía no es suficiente. Aún no somos tan buenos capturándola, es bastante complicado almacenarla, y mucho más transportarla a los lugares que la necesitan. Ahí es en parte donde entra el hidrógeno. Es un gas, uno que puede demostrar un carácter temperamental ante la más mínima provocación, pero un gas al fin, y por lo tanto, las posibilidades de transporte y abastecimiento son más amplias. Utilizar energía solar para la electrólisis del agua y separar el hidrógeno del oxígeno no es algo nuevo, pero en esta ocasión, la energía solar es utilizada directamente.

Un equipo formado por miembros de CalTech, el Instituto ETH de Suiza y el Instituto Paul Scherrer de ese mismo país, han desarrollado un dispositivo formado por una lente, una ventana de cuarzo transparente y una cámara de reacción. La luz solar es enfocada a través de la lente, atravesando la ventana de cuarzo, y es capturada por el diseño de reflexión interna de la cámara. Los fotones capturados son convertidos en calor, a un impresionante nivel de 140 grados Celsius por minuto, llegando a un rango estable de entre 1.400 y 1.600 grados Celsius. En ese punto, la temperatura es lo suficientemente alta como para provocar un cambio químico en el catalizador, formado por un cilindro poroso de dióxido de cerio (elemento 58 en la Tabla Periódica). De esta forma, el dióxido pierde uno de sus oxígenos, a un ritmo de 34 mililitros de oxígeno por minuto, sobre una muestra de 325 miligramos del dióxido. Tras el final de esta reacción, se reduce la temperatura de la cámara a unos 900 grados, y se inyecta vapor de agua. El catalizador “roba” el oxígeno del vapor, dejando solamente el hidrógeno.

De acuerdo a la publicación oficial, la eficiencia en la relación “solar-a-combustible” se encuentra entre el 0,7 y el 0,8 por ciento, pero estos límites son impuestos no por la reacción química, sino por el diseño y la escala actual del dispositivo. En otras palabras, puede hacerse más grande y mejor para obtener más hidrógeno, sin mencionar el hecho que recurre a energía solar disponible de forma gratuita. Por otro lado, el utilizar cerio como catalizador es muy importante, ya que tiene una abundancia muy similar a la del cobre, y resulta más barato en comparación con los extremadamente costosos catalizadores de platino. Esperamos que puedan refinar pronto el diseño, y en lo posible, aplicarlo a una escala industrial. Aunque al mismo tiempo, esto demuestra una enorme ironía. El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo, y es increíble que nos cueste tanto trabajo obtenerlo…

~ por natzuky en 6 enero 2011.

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