Un equipo chino ha desarrollado un sistema combinado de desalinización y electrólisis capaz de producir hidrógeno verde directamente a partir del agua de mar, mediante un método de bajo consumo energético para purificar el agua, lo que lo convierte en uno de los primeros enfoques viables para utilizar agua salada como fuente de hidrógeno.
Según lanotade Victoria Atkinson publicada en Chemistry World, la etapa de purificación utiliza transiciones de fase para eliminar impurezas y podría tener aplicaciones adicionales en el tratamiento de aguas residuales y la recuperación de recursos.
La división del agua requiere tanto electrodos catalíticos específicamente diseñados como una importante aportación de energía para impulsar la reacción, y los iones de cloruro presentes en el agua de mar son un problema especial y sufren una oxidación competitiva en el ánodo para producir cloro.
Esta reacción secundaria no solo reduce la eficacia electroquímica de la célula, sino que el cloro es un gas extremadamente corrosivo que degrada rápidamente los electrodos e inactiva la célula.
«Desalinizar el agua de mar antes de la electrólisis puede eliminar los problemas, pero requiere más energía y espacio, por lo que es menos atractiva desde el punto de vista económico y práctico», afirma Zongping Shao, químico electrocatalítico de la Universidad Tecnológica de Nanjing, China.
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Purificar el agua
Aprovechando el poder purificador de la evaporación, el equipo ha desarrollado el primer sistema de electrólisis de agua de mar práctico y escalable. Su sistema de purificación in situ utiliza una transición de fase líquido-gas-líquido para generar agua pura a partir de agua de mar directamente dentro de la célula electroquímica, proceso impulsado por la posterior electrólisis.
Una membrana porosa a base de *PTFE separa el agua de mar del interior de la célula; la alta densidad de átomos de flúor crea una barrera hidrófoba impermeable al agua y sus impurezas, pero permeable al vapor de agua. Por otro lado, una solución concentrada de hidróxido de potasio rodea los electrodos y proporciona la fuerza motriz para la migración del vapor de agua.
«El electrolito de hidróxido de potasio tiene una concentración superior a la del agua de mar. La diferencia resultante en la presión del vapor de agua hace que el agua del lado del agua de mar atraviese la membrana y pase a la solución de hidróxido de potasio», explica Alexander Cowan, investigador de combustibles sostenibles de la Universidad de Liverpool, Reino Unido.
La membrana de PTFE es impermeable pero transpirable, por lo que permite que el vapor de agua entre en la célula, donde se divide en hidrógeno y oxígeno.
*PTFE: Politetrafluoroetileno
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Traducción y redacción | Antonio Vilela
