Imants, zeppelins i canvi climàtic

Imants, zeppelins i canvi climàtic

Obtenir energia totalment neta ja comença a ser una realitat. Investigadors del ICIQ aconsegueixen millorar el procés net d’obtenció d’hidrogen, font d’energia prometedora, amb una solució low-cost, un imant.

A tothom li sonen els zeppelins, ja sigui perquè ens agrada el rock dur o perquè som fans d’Indiana Jones. Un zeppelin o dirigible és un vehicle que navega per l’aire, gràcies a bosses d’un gas més lleuger, que el permet enlairar-se, i un motor per maniobrar. L’edat d’or dels zeppelins va tocar fons el 6 de maig de 1937 quan el zeppelin alemany LZ 129 Hindenburg va quedar destruït per complet en menys d’un minut en incendiar-se les bosses de gas que el mantenien a l’aire.

Hindenburg_disaster

Desastre de Hidenburg, 1937. El zeppelin es va incendiar quan estava a punt d’aterrar.

Les bosses del Hindenburg contenien hidrogen, un gas altament inflamable. Quan l’hidrogen entra en contacte amb una flama, reacciona amb l’oxigen de l’aire i es forma aigua, a més de desprendre molta energia. Amb la idea d’usar aquesta energia, fa 50 anys va néixer el concepte economia de l’hidrogen, quan a la Universitat de Michigan es va proposar l’ús d’aquest gas com a font d’energia per combatre els efectes negatius dels combustibles fòssils.

Després d’anys d’investigació, avui en dia ja podem trobar vehicles per les nostres ciutats que funcionen amb hidrogen, com autobusos metropolitans que circulen per Barcelona o trens que uneixen poblacions de la Baixa Saxònia, a Alemanya. Per tant, l’ús de l’hidrogen com a combustible és una bona alternativa neta, com ho hauria de ser la seva obtenció.

hydrogen-4113119_960_720

Primer model de tren propulsat per hidrogen, de l’empresa Coradia, i que circula per Alemanya des de fa uns pocs anys.

I és que quasi el 50% de la producció mundial s’obté usant gas natural. A altes temperatures (més de 700ºC) i en presència de catalitzadors metàl·lics, el metà (principal component del gas natural) reacciona amb vapor d’aigua i produeix hidrogen, a més de monòxid de carboni, gas tòxic i relacionat amb els productors de l’efecte hivernacle. Per tant, per obtenir una font d’energia neta, gastem combustibles fòssils i augmentem l’efecte hivernacle. Però per sort, hi ha alternatives.

L’opció neta per a la producció d’hidrogen és l’electròlisi de l’aigua, que actualment suposa només el 4% del total del gas produït. Això és degut al cost, que és pràcticament el doble que el de l’hidrogen produït a partir de gas natural. L’electròlisi consisteix en el trencament de la molècula d’H2O alliberant hidrogen (H2) i oxigen (O2), trencament produït pel pas d’un corrent elèctric a través de l’aigua. Si s’aconseguís fer la reacció més eficient, els costos de producció es podrien igualar als del gas natural.

En això han estat treballant dos grups de l’Institut Català d’Investigació Química (ICIQ), i el seu esforç s’ha transformat en un article publicat per la revista Nature Energy. El punt més lent de l’electròlisi és la formació d’oxigen diatòmic (O2), diana dels grups de Galán-Mascarós i de López, que han aconseguit fer mes eficient l’electròlisi de l’aigua d’una manera curiosament senzilla, acostant un imant a la reacció.

Imatge article

Electròlisi de l’aigua sense (esquerra) i amb imant (dreta). A la segona imatge es pot observar major quantitat de bombolles, degut a la presencia de l’imant. Imatge cedida per investigadors del ICIQ

L’imant crea un camp magnètic que estimula la capacitat de l’ànode de trencar la molècula d’aigua, però el que és més important, afavoreix l’alineament dels radicals d’oxigen durant la formació de l’enllaç entre àtoms, accelerant la formació d’oxigen. Per tant, aquesta investigació permet fer un gran pas endavant en la producció d’hidrogen de forma electrolítica. Tal com explica Felipe A. Garcés-Pineda, primer autor de l’article, “la simplicitat del descobriment obre noves oportunitats per a implementar millores magnètiques en la divisió de l’aigua”.

Per tant cada vegada serà més eficient l’obtenció neta d’hidrogen. Però què passa amb l’energia que s’usa per a fer la electròlisi? Si volem que el procés sigui net, ho ha de ser de principi a fi. Per això un dels mètodes mes prometedors és la foto-electròlisi. Una cel·la fotovoltaica es combina directament amb un catalitzador i és l’energia solar la que permet el trencament de la molècula d’aigua.

Tot i el que pugui dir algun personatge famós, el canvi climàtic és una realitat i cada vegada serà pitjor si no hi fem res al respecte. D’aquí la gran necessitat de trobar alternatives sostenibles als combustibles fòssils i als processos generadors de gasos d’efecte hivernacle. Per això l’economia de l’hidrogen és tant prometedora. Sembla ser que el primer element de la taula periòdica te la clau per evitar la destrucció del planeta!

Leave a Comment

Your email address will not be published.

*