Un equipo de investigadores liderados por Bruce Logan, profesor de Ingeniería Ambiental de Kappe y Profesor de la Universidad Evan Pugh, ha conseguido dividir el agua del mar para generar hidrógeno verde.
«El hidrógeno es un gran combustible, pero hay que hacerlo», explicas Bruce Logan, responsable del proyecto con el que ha conseguido dividir agua de mar para generar hidrógeno verde.
«La única forma sostenible de producirlo es usar energía renovable y generarlo a partir del agua. También habría que usar agua que la gente no quiera usar para otras cosas, y eso sería agua de mar», prosigue Logan. «Así que el santo grial de la producción de hidrógeno sería combinar el agua de mar y la energía eólica y solar que se encuentra en los entornos costeros y marinos», matiza.
La clave para utilizar agua de mar como generador de combustible es el proceso previo de desalización. Esto suele resultar muy costoso, pero Logan ha conseguido abaratar el proceso mediante el uso de una fina membrana semipermeable, originalmente desarrollada para purificar agua en el proceso de tratamiento de ósmosis inversa.
La membrana de ósmosis inversa reemplazó a la membrana de intercambio de iones comúnmente utilizada en los electrolizadores.
«La idea detrás de la ósmosis inversa es poner una presión muy alta en el agua y empujarla a través de la membrana, manteniendo los iones de cloruro detrás», explica Logan.
Así funciona la membrana que divide el agua de mar y genera hidrógeno
Generalmente, en el proceso de osmosis se utiliza un electrolizador. Con este, el agua de mar no es empujada a través de la membrana de ósmosis inversa, sino contenida por ella.
En el proyecto, se utiliza una membrana para ayudar a separar las reacciones que ocurren cerca de dos electrodos sumergidos – un ánodo con carga positiva y un cátodo con carga negativa – conectados por una fuente de energía externa. Cuando se enciende la energía, las moléculas de agua comienzan a separarse en el ánodo, liberando diminutos iones de hidrógeno llamados protones y creando gas de oxígeno. Los protones pasan entonces a través de la membrana y se combinan con los electrones en el cátodo para formar gas de hidrógeno.
Logan explica que durante la división tradicional del agua se disuelven intencionalmente otras sales en ella para ayudar a hacerla conductiva. La membrana de intercambio de iones, que filtra los iones por carga eléctrica, permite que los iones de sal pasen a través de ella. La membrana de ósmosis inversa no lo hace.
«Las membranas de ósmosis inversa inhiben el movimiento de la sal, pero la única manera de generar corriente en un circuito es porque los iones cargados en el agua se mueven entre dos electrodos», añade el investigador.
De la teoría a la práctica
Los investigadores han estado probando dos membranas de ósmosis inversa disponibles en el mercado y dos membranas de intercambio catiónico, un tipo de membrana de intercambio de iones que permite el movimiento de todos los iones cargados positivamente en el sistema.
Cada una de ellas fue probada en cuanto a la resistencia de la membrana al movimiento de los iones, la cantidad de energía necesaria para completar las reacciones, la producción de gas hidrógeno y oxígeno, la interacción con los iones de cloruro y el deterioro de la membrana.
Los resultados de las pruebas: mientras que una de las membranas de ósmosis inversa resultó ser un «camino de tierra», la otra funcionó bien en comparación con las membranas de intercambio catiónico. Los investigadores siguen investigando por qué había tal diferencia entre las dos membranas de ósmosis inversa.
