Novo avance na produción de hidróxeno: catalizadores máis duradeiros e eficientes
Un dos maiores retos na produción de hidróxeno verde é a degradación dos catalizadores durante a electrólise da auga, o proceso que separa a auga en osíxeno e hidróxeno usando electricidade. Co tempo, os metais que catalizan esta reacción perden eficiencia, reducindo a súa vida útil e aumentando os custes. Para afrontar este desafío, un equipo do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da USC desenvolveu un innovador material híbrido que permite controlar cando un catalizador está activo ou inactivo, como se tivese un interruptor. O achado publicouse na revista Advanced Science.
O novo catalizador está formado por diminutas nanopartículas de paladio aloxadas dentro de fibras ocas de carbono. Estas fibras tubulares protectoras teñen unha estrutura interna rugosa que actúa como barreira, evitando que as nanopartículas se agrupen e crezan, o que degradaría a súa actividade. Pero o realmente novo do novo traballo é o mecanismo de control reversible: ao introducir xofre no sistema, os investigadores lograron que o catalizador puidese cambiar entre un modo activo e un modo de reposo mediante unha sinxela manipulación eléctrica. No modo activo, o catalizador funciona con grande eficiencia para xerar hidróxeno. No modo de repouso queda temporalmente inactivo, protexendo o catalizador de procesos degradativos: “Creamos un sistema que permite acender e apagar o catalizador de forma controlada, o que abre a porta a un uso máis eficiente e duradeiro en procesos industriais”, explica a investigadora Oportunius María Giménez López. A investigación contou co apoio financeiro do CiQUS, que recibe financiamento da Unión Europea a través do Programa Galicia FEDER 2021–2027, clave para o desenvolvemento deste traballo.
Este cambio de estado pode reverterse facilmente aplicando un sinal eléctrico axeitado, que reactiva o material e devólvelle a súa capacidade para xerar hidróxeno. Así, o catalizador pode alternar entre funcionamento e pausa tantas veces como se desexe. Ademais de aumentar a durabilidade, este deseño permite unha xestión intelixente do catalizador, activándoo só cando se necesita. O persoal investigador tamén destaca que esta estratexia podería adaptarse a outros sistemas catalíticos. “O noso traballo demostra que se pode aumentar a vida útil dos catalizadores sen sacrificar o seu rendemento. Isto podería ter un impacto moi relevante en tecnoloxías de enerxía limpa”, conclúe Giménez López, quen liderou a investigación, un avance cara a unha produción de hidróxeno máis eficiente e sostible, en liña cos obxectivos de transición cara a unha economía baixa en carbono.