Martinez 2017ac

La relativa dificultat de separar l’hidrogen dels compostos que el contenen llasta el sector energètic basat en aquest element, que no avança tant com seria desitjable. Però investigadors australians diuen haver trobat una manera de fer de qualsevol objecte un potencial generador d’hidrogen.

• Una pintura semiconductora
• Autors

Una pintura semiconductora

Investigadors del Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) d’Austràlia van anunciar el passat mes de juny a la revista ACS Nano el desenvolupament d’una pintura que podria contribuir a facilitar la producció d’hidrogen i, d’aquesta manera, afavorir-ne l’ús amb finalitats energètiques.

La pintura concebuda pel personal del RMIT té algunes característiques que, segons els seus creadors, li permeten generar hidrogen de manera autònoma i sense electricitat, si més no en condicions de laboratori i –creuen al RMIT– també en condicions ambientals habituals.

La pintura absorbeix el vapor d’aigua present a l’aire i en fa fotòlisi a partir de la llum solar: desapareix doncs la necessitat d’electròlisi, que és el procediment més habitual en la descomposició de la molècula d’aigua. (Assenyalem que altres processos d’obtenció d’hidrogen també basats en fotòlisi, de la seva banda, mostren menor eficiència; i pel que fa a mètodes d’obtenció d’hidrogen basats en el reformat d’hidrocarburs amb vapor d’aigua, tot i que eficaços, cal apuntar que són molt costosos en termes energètics.)

D’altra banda, segons els investigadors del RMIT, la utilització d’electròlits de fase liquida en els processos de catàlisi habituals en limita l’eficiència i n’incrementa el cost, atesos fenòmens com la formació de bombolles, la congelació a baixes temperatures, la necessitat de bombament de l’electròlit, la corrosió o l’exigència d’utilitzar aigua purificada per no malmetre el catalitzador.

Aquest darrer problema, d’acord amb el RMIT, es pot evitar fent servir aigua en fase gasosa, que ja és prou pura per al procés per si sola. Val a dir a més que els procediments de catàlisi en fase gasosa ja existents necessiten menys energia per verificar-se. El seu rendiment, però, és inferior als de fase líquida.

De l’article publicat a ACS Nano es desprèn que la clau de la troballa dels investigadors australians rau en el caràcter semiconductor d’un dels components de la pintura: una forma de sulfur de molibdè (MoS_x; amb x=3⅔) sintètic, polímer inorgànic amb destacables propietats catalítiques i higroscòpiques (de captura i retenció, reversibles, del 7% del seu pes en aigua: fins a 0,9 molècules d’aigua per nucli de molibdè). En combinació amb diòxid de titani (TiO₂), que actua com a fotosensibilitzador i catalitzador complementari, es va demostrar que pel·lícules impregnades amb el compost resultant esdevenien actives, quant a capacitat catalítica, en ambients moderadament humits, sense necessitat de cap electròlit ni de fonts d’energia externes més enllà de la llum solar, i en condicions ambientals que cauen dins de la normalitat quotidiana. Certament, el rendiment és més baix que els dels processos habituals de catàlisi, però ateses les condicions requerides per dur a terme el dit procés amb el nou compost, basat únicament en les propietats higroscòpiques del MoS_x com a única font d’aigua, té una eficiència sorprenent, segons els investigadors del RMIT, i en tot cas superior a la dels processos de fotòlisi ja existents.

Els desenvolupadors del catalitzador no creuen que la generalització de la seva pintura trobi obstacles insalvables. Pensen a més que el compost resultarà força barat, atès que el TiO₂ és ja àmpliament utilitzat en la fabricació de pintures, i que tampoc no hi ha motiu perquè el MoS_x –diuen– hagi de ser excessivament costós.

 Pel que fa al rendiment, la producció d’hidrogen associada a aquesta pintura seria diferent en funció de la radiació solar rebuda. Val a dir que les desenvolupadors del producte no han ofert dades sobre rendiments concrets, tot i que estimen que una casa mitjana recoberta amb la seva pintura fotolítica podria produir “uns quants litres” d’hidrogen pur al dia.

Restaria per trobar la manera ideal de recol·lectar i emmagatzemar l’hidrogen resultant de la fotòlisi, tot i que comencen a despuntar possibilitats com ara la utilització directa de l’hidrogen, comprimit en piles de combustible; membranes captadores que recobreixin la capa de pintura; o posar la dita pintura en contenidors desenvolupats específicament per a ella, cosa que conferiria al producte final un aspecte semblant al d’un panell solar.

 

Al centre, la pintura desenvolupada pels investigadors del RMIT; a banda i banda, la pintura recobrint fragments de vidre (© RMIT)

   

Autors

Redactat per: Alfonso Martínez Jaume

Per saber-ne més: American Chemical Society | Nano

Informació relacionada

• American Chemical Society | Nano