Marta Blasco i José Ramón Galán Mascarós.
L’electròlisi –obtenir hidrogen i oxigen de l’aigua utilitzant electricitat– és la manera més neta d’obtenir hidrogen, un combustible renovable. Investigadors de l’ICIQ i la URV, liderats pel Prof. José Ramón Galán Mascarós, han dissenyat un nou catalitzador sostenible que disminueix els costos de producció d’hidrogen per electròlisi. Els catalitzadors redueixen la quantitat d’energia necessària per trencar els enllaços químics de l’aigua. A més, acceleren la reacció i en minimitzen la despesa.
“Normalment, l’hidrogen s’obté del reformat del gas natural, que és molt més barat. Però aquest hidrogen no és net, el procés genera diòxid de carboni i altres gasos contaminants”, explica Galán Mascarós. “Trencar la molècula d’aigua sí que és una alternativa neta, però no és senzill de fer. Necessitem desenvolupar nous catalitzadors barats i eficients que ens permetin obtenir hidrogen net a preus competitius”, afegeix. Fins ara, els millors catalitzadors estan basats en òxids d’iridi, un metall preciós, escàs, i molt car.
Catalitzador Polioxometalat Co W.
Els químics de l’ICIQ i la URV han descobert un compost de cobalt i wolframi –tècnicament, un polioxometalat– que és capaç de catalitzar l’electròlisi de l’aigua millor que l’iridi. “Els polioxometalats són òxids nanomètrics moleculars que combinen el millor de dos mons, la gran activitat dels òxids i la versatilitat de les molècules”, explica Marta Blasco Ahicart, investigadora post-doctoral de l’ICIQ i primera autora del treball que es publica avui a Nature Chemistry. “Els nostres polioxometalats són molt més barats que l’iridi i ens permeten treballar en medi àcid que, encara que és el mitjà òptim per generar hidrogen, sol provocar corrosió en la majoria de catalitzadors”, conclou.
Joaquín Soriano, coautor del treball i actualment investigador post-doctoral al Trinity College de Dublín, explica que “els nostres catalitzadors funcionen especialment bé quan treballem a voltatges baixos”, “Això no és un inconvenient”, explica Soriano, “més aviat al contrari, estalvia electricitat i ens permetrà, en el futur, obtenir l’energia necessària per a ‘trencar’ l’aigua de fonts renovables com els panells solars”.
A més, els investigadors presenten en aquest treball un descobriment addicional. Suportant els catalitzadors en un material parcialment hidrofòbic -que repel·leix l’aigua- es millora l’eficiència del procés. Es genera així un reactor ‘impermeable’ on la reacció d’electròlisi transcorre molt més ràpid, i permet al mateix temps allargar la vida dels catalitzadors. Això no només funciona amb els nous polioxometalats de cobalt i wolframi, sinó també amb molts altres sistemes. Actualment, s’estan investigant noves formes d’explotar aquesta troballa, tot desenvolupant nous suports hidrofòbics per millorar encara més l’eficiència de l’electròlisi de l’aigua, un pas fonamental per al desenvolupament de la fotosíntesi artificial.
Sobre l’Institut Català d’Investigació Química (ICIQ)
L’ICIQ és un centre de recerca en química de prestigi internacional, membre del Barcelona Institute of Science and Technology. L’institut compta amb 19 grups de recerca que treballen en catàlisi (desenvolupament de processos químics més eficients), captura de CO2 (usar el CO2 de l’atmosfera per produir productes de valor afegit com plàstics o fàrmacs), energies renovables (fotosíntesi artificial, cel·les solars, biocombustibles) i química computacional (simulació de fenòmens químics per ordinador).
L’ICIQ és un Centre d’Excel·lència Severo Ochoa, ha obtingut 16 projectes de l’European Research Council (ERC Grants) i 9 dels seus investigadors són professors ICREA.
Equip de redacció
