Producción de hidrógeno verde utilizando catalizadores sostenibles
29 de marzo de 2023Revisado por Megan Craig, M.Sc.
Los expertos de Swansea y Grenoble se han unido para crear un método realista para producir hidrógeno verde utilizando catalizadores sostenibles.
Los expertos ahora anticipan que su estudio será un paso significativo para hacer que la producción de hidrógeno verde sea más simple, barata y escalable.
En nuestro trabajo, utilizamos enzimas naturales, hidrogenasas, para generar hidrógeno verde utilizando la luz solar. A diferencia de los catalizadores sintéticos que se basan en metales preciosos como el platino, las hidrogenasas contienen solo elementos abundantes en la tierra, como el hierro y el níquel. Sin embargo, estas enzimas son muy sensibles y se desactivan rápidamente cuando se exponen al aire, lo que hace que su uso práctico sea casi imposible .
Dr. Moritz Kuehnel, Profesor Titular, Departamento de Química, Universidad de Swansea
El grupo ahora ha desarrollado solventes diseñados que permiten que las hidrogenasas actúen en el aire. Simplemente sumergirlos en estos solventes en lugar de agua los hace más activos y estables, lo que les permite ser utilizados para crear hidrógeno en el aire.
Integramos nanopartículas sintéticas con enzimas naturales en los llamados materiales híbridos, que combinan lo mejor de ambos mundos para lograr una funcionalidad nueva y superior. Las nanopartículas de TiO 2 son excelentes en el uso de la luz solar para generar cargas y las hidrogenasas son extremadamente eficientes en el uso de estas cargas para generar hidrógeno verde. La combinación de los dos, por lo tanto, permite la generación eficiente de hidrógeno verde a partir de la luz solar, algo que ninguno de los componentes por separado es capaz de hacer .
Dra. Christine Cavazza, científica sénior, CEA Grenoble
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La experiencia de la Universidad de Swansea en fotocatálisis, diseño de solventes y su énfasis en proporcionar soluciones prácticas a problemas complejos se combinaron con el conocimiento de la recuperación de enzimas naturales y su uso para la conversión de energía renovable en la Comisión de Energía Atómica y Energías Alternativas (CEA) y la Universidad Grenoble Alpes ( UGA).
La conexión estratégica de Swansea con UGA resultó en la colaboración. Los hallazgos fueron publicados en la revista internacional Angewandte Chemie .
Este trabajo es un ejemplo inspirador de cómo la combinación de la experiencia de múltiples socios en una colaboración internacional puede conducir a avances de investigación innovadores .
Dr. Alan Le Goff, científico sénior, CNRS Grenoble
El hidrógeno verde es necesario como combustible para la descarbonización del transporte, en particular la aviación de larga distancia, los vehículos pesados, el sector marítimo donde la electrificación no es factible, así como la industria química, en particular la fabricación de fertilizantes y el sector energético.
Sin embargo, los costes de fabricación del hidrógeno verde impiden actualmente su uso generalizado, por lo que este descubrimiento es tan importante para el futuro.
El uso de catalizadores sostenibles como las hidrogenasas en lugar del costoso platino puede reducir el costo de los electrolizadores y las celdas de combustible, lo que hace que el hidrógeno verde sea más asequible para crear y utilizar. También reduce la dependencia de las importaciones, que pueden verse interrumpidas por fuerzas externas.
Referencia de la revista:
Allan, MG y col . (2023). Aumento del rendimiento de la hidrogenasa para la evolución de hidrógeno fotocatalítico aeróbico a través del ajuste de solventes. Angewandte Chemie Edición Internacional . doi.org/10.1002/anie.202219176 .