Ingenieros de la Universidad de Illinois (UIC), Chicago, diseñaron un nuevo método para producir hidrógeno a partir de agua utilizando únicamente energía solar y residuos agrícolas, como estiércol o cáscaras.
El método reduce en 600% la energía necesaria para extraer hidrógeno del agua, creando nuevas oportunidades para la producción química sostenible y respetuosa con el clima.
En un artículo para Cell Reports Physical Science, un equipo multiinstitucional dirigido por el ingeniero de la UIC, Meenesh Singh, desvela el nuevo proceso para la producción ecológica de hidrógeno.
«Somos el primer grupo que demuestra que se puede producir hidrógeno utilizando biomasa a una fracción de voltio. Se trata de una tecnología transformadora», afirmó Singh, profesor asociado del departamento de ingeniería química.
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Tecnología innovadora
Recientemente, los científicos han reducido el voltaje necesario para dividir el agua introduciendo una fuente de carbono en la reacción, pero este proceso también utiliza carbón o productos químicos caros y libera dióxido de carbono como subproducto.
Singh y sus colegas modificaron este proceso para utilizar en su lugar biomasa procedente de residuos comunes. Mezclando ácido sulfúrico con residuos agrícolas, desechos animales o aguas residuales, crean una sustancia parecida al lodo llamada biocarbón, rica en carbono.
El equipo experimentó con distintos tipos de biocarbón a partir de cáscaras de caña de azúcar, residuos de cáñamo, residuos de papel y estiércol de vaca.
Cuando se añadieron a la cámara de electrólisis, las cinco variedades de biocarbón redujeron la potencia necesaria para convertir el agua en hidrógeno. El que mejor funcionó, el estiércol de vaca, sextuplicó la demanda eléctrica hasta aproximadamente un quinto de voltio.
Los requisitos energéticos son tan bajos que los investigadores pueden alimentar la reacción con una célula solar de silicio estándar que genere unos 15 miliamperios de corriente a 0,5 voltios. Esto es menos que la energía producida por una pila AA.
«Es muy eficiente, con casi 35% de conversión del biocarbón y la energía solar en hidrógeno. Son cifras récord mundiales; es lo más alto que nadie ha demostrado», señaló Rohit Chauhan, coautor y becario postdoctoral en el laboratorio de Singh.
Orochem Technologies Inc., patrocinadora de la investigación, ha solicitado patentes sobre sus procesos de producción de biocarbón e hidrógeno, y el equipo de la UIC tiene previsto probar los métodos a gran escala.
