Generando electricidad a partir de agua de mar, nueva alternativa para crear peróxido de hidrógeno.
Nuevo método produce de manera eficiente el peróxido de hidrógeno para pilas de combustible. Los científicos aprovechan la luz del sol para transformar el agua de mar (H2O) en peróxido de hidrógeno (H2O2), que luego se puede utilizar en las pilas de combustible para generar electricidad. Es el primer método fotocatalítico de la producción de H2O2 que consigue una alta eficiencia, suficiente para que el H2O2 se puede utilizar en una pila de combustible.
Un grupo de investigadores liderados por Shunichi Fukuzumi de la Universidad de Osaka, han publicado un artículo sobre el nuevo método de la producción fotocatalítica de peróxido de hidrógeno en una reciente edición de Nature Communications. En palabras de Fukuzumi “El recurso más abundante existente en la Tierra, el agua de mar, se utiliza para producir un combustible solar H2O2”.
La principal ventaja de usar H2O2 líquido en lugar de hidrógeno gaseoso (H2), como la mayoría de las pilas de combustible utilizan hoy en día, es que la forma líquida es mucho más fácil de almacenar a altas densidades. Por norma general el gas H2 debe ser o muy comprimido, o en ciertos casos, se enfría a su estado líquido a temperaturas criogénicas. Por el contrario, el H2O2 líquido puede ser almacenado y transportado a altas densidades mucho más fácil y seguro.
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El problema de eso es que hasta ahora, no ha habido ningún método fotocatalítico que haya producido H2O2 líquido. En el nuevo estudio, los investigadores fueron capaces de desarrollar una nueva célula fotoelectroquímica, que es básicamente una célula solar que produce H2O2. Cuando la luz solar ilumina el fotocatalizador, este absorbe fotones y utiliza la energía para iniciar las reacciones químicas (oxidación de agua de mar y reducción de O2) de tal forma que al final que al final produce el H2O2.
Después de la iluminación de la célula durante 24 horas, la concentración de H2O2 en el agua de mar alcanzó aproximadamente 48 mM, muy superior a los valores anteriores registrados de aproximadamente 2 mM en agua pura. Tras investigar que causaba esta gran diferencia, los investigadores encontraron que el cloro cargado negativamente en el agua de mar, es el principal responsable de la mejora de la actividad fotocatalítica y cediendo la concentración más alta.
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En general, el sistema cuenta con un total de eficiencia solar en electricidad de 0,28%. La producción fotocatalítica de H2O2 a partir de agua de mar tiene una eficiencia de 0,55%, y la pila de combustible tiene una eficiencia del 50%.
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