07/03/2013 - Producción de hidrógeno a partir de agua utilizando luz solar y nanomateriales

Menéame
Tweet

Un consorcio de universidades, centros de investigación y empresas europeas, liderado por el Instituto IMDEA Materiales, busca producir nuevos materiales híbridos de escala nanométrica combinando carbono (e.g. grafeno) e inorgánicos (e.g. óxido de titanio) con capacidad para separar moléculas de agua usando luz solar y producir hidrógeno de manera más eficiente. En estudios recientes se ha observado que estos nanohíbridos pueden ser hasta 25 veces más fotoactivos que materiales convencionales.

El proyecto europeo CARINHYPH, financiado por el 7º Programa Marco de la Unión Europea, reúne a un grupo de investigadores y empresas europeas que buscan producir nuevos nanomateriales fotocatalíticos para producir hidrógeno por separación de agua de manera más eficiente. El hidrógeno es una  de las fuentes de energía con mayor potencial del futuro: además de tener un alto contenido energético, produce agua como producto de la reacción de combustión en lugar de CO₂ como en el caso de los hidrocarburos. Uno de los retos en este campo está en la producción de hidrógeno de manera eficiente, es decir, obteniendo una mayor cantidad de energía comparada a la que se invierte en su obtención. Dentro de los métodos  más prometedores se encuentra la separación de agua por fotocatálisis, en la cual un catalizador absorbe luz solar y lleva a cabo la descomposición de la molécula en hidrógeno y oxígeno, similar a la fotosíntesis que ocurre naturalmente en las plantas.

Imagen: Esquema de híbridos nanocarbono-inorgánico para producir hidrógeno por disociación fotocatalítica de agua. Fuente (IMDEA Materiales)

Este proyecto tiene como fin producir nuevos materiales con mayor eficiencia fotocatalítica, combinando nanocarbonos, nanotubos de carbono y grafeno, con inorgánicos fotoactivos como óxidos metálicos, también de tamaño nanométrico. El potencial de estos nuevos nanohíbridos radica principalmente en tres características:

• Sus dimensiones nanométricas hacen que tengan un área superficial muy grande y por lo tanto una mayor cantidad de superficie disponible para llevar a cabo la disociación de agua.
• El nanocarbono extiende el espectro deabsorción de luz del híbrido y por lo tanto amplía la cantidad de energía solar que se puede captar para la reacción fotocatalítica.
• Durante la reacción de disociación se extiende la vida útil de la carga mediante la separación de la parte negativa (el electrón se transfiere al nanocarbono) de la positiva (el hueco se queda en el inorgánico), evitando así su recombinación y permitiendo que completen la reacción fotocatalítica.

Para poder materializar estos tres aspectos y obtener un híbrido con mayor eficiencia, que además pueda producirse a escala industrial y tener un impacto positivo en la sociedad, el proyecto cuenta con miembros con distintos perfiles. Los nanocarbonos se sintetizarán en la empresa Thomas Swan, suministrador de CNTs y grafeno de alta pureza.  Estos materiales serán funcionalizados en el laboratorio del Prof. Maurizio Prato del INSTM para poder ser a continuación integrados con el inorgánico y formar el híbrido. La integración se llevará a cabo en IMDEA Materiales y las universidades de Cambridge y Münster, utilizando técnicas como deposición atómica por capas (ALD) e infiltración de giroides. Posteriormente se evaluará la transferencia de carga en la interfaz nanocarbono/inorgánico utilizando novedosas técnicas de espectroscopía de femto-segundos en la universidad de Erlangen y se  evaluará la producción de hidrógeno de distintos híbridos. Con base en estos resultados, INAEL, una pyme española, construirá un reactor para demostrar el desempeño de los nuevos nanohíbridos en una escala semi-industrial. Como parte final del proyecto, los miembros del consorcio prepararán una hoja de ruta para la explotación industrial de estos materiales, teniendo en cuenta el análisis de ciclo de vida completo de los materiales y procesos de producción desarrollados por EMPA.

El proyecto CARINHYPH, coordinado desde España por el Instituto IMDEA Materiales, comenzó en Enero del 2013 y tendrá una duración de 3 años. El  presupuesto total del proyecto asciende a 3.8 millones de euros, de los que el 75% provienen de la Comisión Europea. Más información disponible en la página web  www.carinhyph.eu.

_______________________

IMDEA Materials

La Comisión Central para la Navegación del Rin (CCNR), la autoridad internacional responsable de regular la navegación en el Rin y en Europa, ha concedido laprimera autorización europea en el sector de la navegación interior para el uso de bio-GNC (gas natural comprimido) como fuente primaria de combustible en el proyecto Green ...

El mercado laboral requiere profesionales capacitados para asumir las necesidades y los retos del panorama actual, por lo que ciertos perfiles y profesiones son especialmente demandados por las empresas. La ingeniería es una de las profesiones fundamentales para el desarrollo de un país, y los ingenieros constituyen para las industrias y empresas del sector un perfil ...

El 62 Congreso de Ingeniería Naval e Industria Marítima ha profundizado en su primera jornada en el gran reto compartido por la industria en su conjunto: la generación de vocaciones en el ámbito de la ingeniería naval. Además, se ha debatido sobre los combustibles del futuro, entre los que el amoniaco y el metanol parecen ...

El proyecto U-ELCOME, coordinado por EUROCONTROL y con financiación de la Agencia Ejecutiva Europea de Clima, Infraestructuras y Medio Ambiente (CINEA) en cooperación con la SESAR 3, organizará en A Coruña (España) los próximos 31 de mayo y 1 de junio de 2023 su primer gran evento en Europa sobre la implementación real del Uspace.

Más información

Alfa Laval lanza un nuevo software de monitorización de estado con análisis integrados. Utilizando la inteligencia artificial, el nuevo Alfa Laval Analytics para la monitorización de estado en línea ayuda a las industrias con exigencias higiénicas a evitar paradas imprevistas, prolongar la vida útil de los activos valiosos y contribuir a alcanzar los objetivos de ...