Los investigadores esperan reducir drásticamente las emisiones de dióxido de carbono de la humanidad.
Investigadores de la Universidad de Tel Aviv (TAU) han logrado producir hidrógeno "verde" mediante el uso de electricidad verde. El hidrógeno resultante se produce sin contaminación del aire y con un alto nivel de eficiencia.
El nuevo método fue desarrollado por el estudiante de doctorado Itzhak Grinberg y el Dr. Oren Ben-Zvi bajo la dirección del profesor Iftach Yacoby de la Escuela de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria de la Facultad de Ciencias de la Vida de TAU y el profesor Lihi Adler-Abramovich de la Escuela de Medicina Dental y Centro de Nanociencia y Nanotecnología de TAU. Los resultados de la investigación se publicaron el 11 de julio de 2023 en la revista Carbon Energy.
El hidrógeno es una materia prima necesaria tanto para la agricultura como para la industria, pero el 95 por ciento del hidrógeno producido en el mundo hoy en día es "negro" o "gris", producido a partir de carbón o gas natural y emite entre 9 y 12 toneladas de dióxido de carbono por cada tonelada de hidrógeno.
“El hidrógeno es muy raro en la atmósfera”, explica Grinberg, “aunque es producido por enzimas en organismos microscópicos, que reciben la energía para ello de los procesos de fotosíntesis. En el laboratorio, 'electrificamos' esas enzimas: un electrodo proporciona la energía en lugar del sol. El resultado es un proceso particularmente eficiente, sin demanda de condiciones extremas, que puede utilizar electricidad de fuentes renovables como paneles solares o turbinas eólicas. Sin embargo, la enzima "se escapa" de la carga eléctrica, por lo que debe mantenerse en su lugar mediante un tratamiento químico. Encontramos una forma simple y eficiente de unir la enzima al electrodo y utilizarla”.
Los investigadores usaron un hidrogel para unir la enzima al electrodo y pudieron producir hidrógeno verde usando un biocatalizador y con una eficiencia de más del 90 por ciento. Más del 90 por ciento de los electrones introducidos en el sistema se depositaron en el hidrógeno sin procesos secundarios.
“El material del gel en sí es conocido, pero nuestra innovación es usarlo para producir hidrógeno”, explica el profesor Yacoby. “Remojamos el electrodo en el gel que contenía hidrogenasa, una enzima para producir hidrógeno. El gel retiene la enzima durante mucho tiempo, incluso bajo voltaje eléctrico, y permite producir hidrógeno con gran eficiencia y en condiciones ambientales favorables para la enzima, por ejemplo, en agua salada, en contraste con la electrólisis, que requiere agua destilada”.
“Otra ventaja es que el gel se ensambla solo: pones el material en agua y se asienta en fibras nanométricas que forman el gel”, agrega el profesor Adler-Abramovich. “Demostramos que estas fibras también pueden adherir la enzima al electrodo. Probamos el gel con otras dos enzimas además de la hidrogenasa y demostramos que podía unir diferentes enzimas al electrodo”.
“Hoy en día, el hidrógeno 'verde' se produce principalmente a través de la electrólisis, que requiere metales preciosos y raros como el platino junto con la destilación del agua, lo que hace que el hidrógeno verde sea hasta 15 veces más caro que el contaminante 'gris'”, concluye el Dr. Ben-Zvi. “Esperamos que en el futuro sea posible emplear nuestro método comercialmente, para reducir los costos y hacer el cambio hacia el uso de hidrógeno verde en la industria, la agricultura y como fuente de energía limpia”.
“Esperamos que en el futuro sea posible emplear nuestro método comercialmente, para reducir los costos y hacer el cambio hacia el uso de hidrógeno verde en la industria, la agricultura y como fuente de energía limpia”.
