La producción de hidrógeno da un paso adelante con la ayuda del óxido de cromo

24 abril 2023

La separación del agua puede realizarse mediante fotocatálisis o electrocatálisis para producir hidrógeno. ¿Podría el óxido de cromo aumentar la eficacia de dicho proceso? una nueva investigación explora esta posibilidad.

Mientras el mundo sigue buscando formas de reducir las emisiones de carbono y se orienta hacia fuentes de energía más limpias, el hidrógeno ha surgido como una alternativa limpia a los combustibles fósiles. Puede utilizarse en el transporte, la calefacción y la generación de electricidad. Al utilizarse como combustible, el hidrógeno produce cero emisiones, pero su uso generalizado se ha visto obstaculizado por los costes de producción y escalabilidad.

Ahora, investigadores de la Flinders University de Adelaida han estudiado el óxido de cromo como catalizador para producir hidrógeno a partir del agua en un proceso conocido como fotocatálisis.

El estudio, publicado en ACS Applied Materials & Interfaces, analiza la estabilidad del óxido de cromo para la producción de hidrógeno mediante fotocatálisis. Esto puede hacer que el proceso global sea más asequible y eficiente.

Fotocatálisis frente a electrocatálisis

Hay dos formas de producir hidrógeno sin emisiones: la electrocatálisis y la fotocatálisis.

La electrocatálisis se estudia desde hace tiempo y utiliza la electricidad para dividir las moléculas de agua (H2O) en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2). La electricidad actúa como catalizador, es decir, acelera la reacción.

La fotocatálisis hace lo mismo, pero utiliza la luz en lugar de la electricidad como catalizador. Así, la luz y la energía actúan como catalizadores y aceleran la reacción.

Sin embargo, el problema de los catalizadores es que pueden favorecer la reacción en ambos sentidos. Esto significa que puede hacer que el agua se divida en hidrógeno y oxígeno, o puede hacer que el hidrógeno y el oxígeno reaccionen para formar agua. Esto último se conoce como reacción inversa y debe evitarse.

A veces se añaden a una reacción compuestos adicionales conocidos como co-catalizadores para aumentar su eficacia y evitar que se produzcan ciertas cosas como las reacciones inversas.

Óxido de cromo para la separación fotocatalítica del agua

Se ha demostrado que el óxido de cromo (Cr2O3) evita la reacción de retroceso, pero no es muy estable. El equipo, dirigido por el profesor Gunther G. Andersson, de la Flinders University, fotodepositó el óxido de cromo en unos cuantos catalizadores y cocatalizadores mediante un proceso conocido como recocido (calentamiento seguido de enfriamiento) para estudiar su estabilidad.

Descubrieron que la estabilidad del óxido de cromo dependía de las capas utilizadas por debajo. También observaron que el óxido de cromo no afectaba a la reacción de separación del agua, lo que lo convertía en un candidato excelente para la fotocatálisis.

Dado que el óxido de cromo es uno de los principales candidatos en fotocatálisis, este estudio tiene importantes implicaciones, ya que aporta valiosos datos sobre las propiedades de la capa de óxido de cromo. Así, sus hallazgos pueden allanar el camino para futuras investigaciones en fotocatálisis como opción viable para la producción de hidrógeno.

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