Ciencia

Línea de vida de la crisis energética: gran avance del hidrógeno a medida que se desarrolla la celda de combustible más duradera del mundo

A medida que los precios del gas se disparan fuera de control mientras los cortes de suministro de Rusia envían ondas de choque a través del mercado energético mundial, la necesidad de encontrar fuentes alternativas de energía ha quedado al descubierto. Si bien Gran Bretaña solo obtiene del cuatro al cinco por ciento de su gas de Rusia, los contribuyentes están sintiendo los efectos colaterales debido a la naturaleza integrada de los mercados globales. Esto ha llevado al Gobierno a señalar la importancia del hidrógeno, una alternativa baja en carbono al gas, en su nueva estrategia energética presentada en abril.

Esto incluye la preparación para asignar hasta 100 millones de libras esterlinas de respaldo de ingresos a varios proyectos de hidrógeno, el lanzamiento de 240 millones de libras esterlinas para un Fondo de hidrógeno neto cero y la planificación para mezclar hasta el 20 por ciento de hidrógeno en la red de gas natural, en la que se tomará una decisión final a fines del próximo año.

Si bien hoy en día prácticamente no hay hidrógeno bajo en carbono en el sistema del Reino Unido, se están desarrollando varias aplicaciones potenciales.

La alternativa baja en carbono también podría ayudar a la carrera del Reino Unido hacia el cero neto, un objetivo para 2050.

Ahora, una celda de combustible de hidrógeno desarrollada por científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong (HKUST) podría señalar un gran avance para la producción de hidrógeno limpio y barato.

Las celdas de combustible de hidrógeno generan energía convirtiendo el hidrógeno y el oxígeno en electricidad, sin producir emisiones ni otros contaminantes del aire.

Las pilas de combustible se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones y para aplicaciones en múltiples sectores.

Esto incluía no solo vehículos eléctricos y otros medios de transporte ecológicos, sino también edificios industriales o residenciales, y para el almacenamiento de energía a largo plazo para la red en sistemas reversibles.

Aún por comercializarse, las celdas de combustible se producen utilizando lo que se conoce como un electrocatalizador, que está hecho en gran parte del costoso y raro metal platino.

Esta fue una gran barrera para la producción de hidrógeno limpio y asequible, tal vez frustrando el despliegue de las tecnologías de hidrógeno a medida que los países se esfuerzan por implementar la fuente de energía baja en carbono.

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Ahora, el equipo de investigación dirigido por el Prof. Minhua Shao del Departamento de Ingeniería Química y Biológica de HKUST ha descubierto una nueva fórmula que podría ayudar a superar esa barrera.

La fórmula no solo redujo la proporción de platino utilizada en un 80 por ciento, sino que también alcanzó un récord en términos de su nivel de durabilidad.

Mediante el uso de un nuevo catalizador híbrido con niveles bajos de platino, el equipo de investigación logró mantener lo que se conoce como actividad catalítica de platino en un 97 por ciento después de 100 000 ciclos de una prueba de estrés acelerada.

En otra prueba, el rendimiento de la nueva celda de combustible no disminuyó después de operar durante 200 horas, lo que le otorga una durabilidad sin precedentes.

El Prof. Shao, también Director del Instituto de Energía HKUST, explicó: “La celda de combustible de hidrógeno es un dispositivo de conversión de energía esencial para nuestra aspiración de lograr un mundo neutral en carbono, existe la necesidad de expandir su uso en medio de nuestra lucha contra el cambio climático.

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“Estamos encantados de ver que los resultados de nuestra investigación nos acercan un paso más a este objetivo.

“Gracias al Fondo de Tecnología Verde del Gobierno, buscaremos refinar aún más el catalizador y hacerlo compatible con vehículos de celdas de combustible y otros dispositivos electroquímicos”.

El estudio fue financiado por el Programa Nacional Clave de I+D de China, el Comité de Innovación Científica y Tecnológica de Shenzhen, así como por el Consejo de Becas de Investigación de la Región Administrativa Especial de Hong Kong.

Los hallazgos fueron publicados en la revista Nature Catalysis.

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