A auga do mar é un dos recursos máis abundantes da terra, que ofrece unha promesa tanto como fonte de hidróxeno - desexable como fonte de enerxía limpa - e de auga potable en climas áridos. Pero aínda que as tecnoloxías de división da auga capaces de producir hidróxeno a partir de auga doce se fixeron máis eficaces, a auga do mar segue sendo un desafío.

Investigadores da Universidade de Houston informaron dun avance significativo cun novo catalizador de reacción de evolución de osíxeno que, combinado cun catalizador de reacción de evolución de hidróxeno, logrou densidades de corrente capaces de soportar as demandas industriais ao tempo que requiría unha tensión relativamente baixa para iniciar a electrólise da auga de mar.

Os investigadores din que o dispositivo, composto por nitruros de metais non nobres de baixo custo, consegue evitar moitos dos obstáculos que limitaron os intentos anteriores de producir hidróxeno ou auga potable segura a partir da auga do mar. O traballo descríbese en Nature Communications.

Zhifeng Ren, director do Centro de Supercondutividade de Texas na UH e autor correspondente do artigo, dixo que un obstáculo importante foi a falta dun catalizador que poida dividir eficazmente a auga do mar para producir hidróxeno sen tamén liberar ións de sodio, cloro e calcio. e outros compoñentes da auga de mar, que unha vez liberados poden depositarse no catalizador e facelo inactivo. Os ións de cloro son especialmente problemáticos, en parte porque o cloro require unha tensión lixeiramente máis alta para liberar que a necesaria para liberar hidróxeno.

Os investigadores probaron os catalizadores con auga de mar extraída da baía de Galveston, fronte á costa de Texas. Ren, MD Anderson, catedrático de física da UH, dixo que tamén funcionaría con augas residuais, proporcionando outra fonte de hidróxeno a partir da auga que doutro xeito sería inutilizable sen un tratamento custoso.

"A maioría da xente usa auga doce limpa para producir hidróxeno pola división da auga", dixo. "Pero a dispoñibilidade de auga doce limpa é limitada".

Para abordar os desafíos, os investigadores deseñaron e sintetizaron un catalizador de reacción de evolución de osíxeno núcleo-copa tridimensional utilizando nitruro de metal de transición, con nanopartículas feitas dun composto de níquel-ferro-nitruro e nanobas de níquel-molibdeno-nitruro sobre escuma porosa de níquel.

O primeiro autor Luo Yu, un investigador posdoutoral da UH que tamén está afiliado á Universidade Normal da Central China, dixo que o novo catalizador de reacción de evolución de osíxeno estaba emparejado cun catalizador de reacción de evolución de hidróxeno previamente informado de nanorods de níquel-molibdeno-nitruro.

Os catalizadores integráronse nun electrolizador alcalino de dous electrodos, que pode alimentarse mediante calor residual a través dun dispositivo termoeléctrico ou mediante unha batería AA.

As tensións das células necesarias para producir unha densidade de corrente de 100 miliamperios por centímetro cadrado (unha medida da densidade de corrente, ou mA cm-2) oscilaban entre 1,564 V e 1,581 V.

A tensión é significativa, dixo Yu, porque mentres se necesita unha tensión de polo menos 1,23 V para producir hidróxeno, o cloro prodúcese a unha tensión de 1,73 V, o que significa que o dispositivo tiña que ser capaz de producir niveis significativos de densidade de corrente cunha tensión. entre os dous niveis.

Ademais de Ren e Yu, os investigadores do traballo inclúen a Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao e Shuo Chen, todos de UH; e Ying Yu da Universidade Normal da China Central.

Recibe as últimas noticias científicas cos boletíns de correo electrónico gratuítos de ScienceDaily, actualizados diariamente e semanalmente. Ou consulta as fontes de noticias actualizadas cada hora no teu lector RSS:

Cóntanos o que pensas de ScienceDaily: aceptamos comentarios positivos e negativos. Tes algún problema ao usar o sitio? Preguntas?