Demuestran cómo los campos magnéticos podrían optimizar la producción de estos recursos energéticos.
Un estudio de Nature Communications sienta bases para incrementar la eficiencia de tecnologías de energía verde.
El uso de campos magnéticos podría mejorar la eficiencia de producción de hidrógeno y otros combustibles verdes, o también llamados limpios, que son amigables con el ambiente y que se emplean en la actualidad en algunos autos y trenes. Así lo revela un estudio publicado en Nature Communications, del que participaron especialistas del Conicet y de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza.
“En este trabajo demostramos que la aplicación de campos magnéticos en sistemas electroquímicos puede mejorar el transporte de reactivos hacia el sitio de reacción, aumentando así la eficiencia de procesos empleados en la producción y el uso de combustibles sustentables”, indicó Priscila Vensaus, primera autora del estudio y becaria doctoral del Conicet en el Instituto de Nanosistemas, Escuela de Bio y Nanotecnologías (Unsam).
Vensaus explicó que al colocarse un imán cercano a una celda se genera un movimiento en la solución similar a la agitación. “Esto resultó particularmente beneficioso para la reacción de reducción de oxígeno, una reacción clave en las celdas de combustible que se utilizan por ejemplo para generar energía a partir del hidrógeno”, afirmó.
“Muchos de nosotros estamos preocupados por encontrar formas más limpias de energizar al mundo, pero cada vez la tarea se vuelve más difícil, ya que también nos estamos quedando sin metales preciosos que se utilizan como electrocatalizadores para acelerar la conversión de energía de pequeñas moléculas en combustibles”, dijo la académica.
Cuestiones a resolver
“Necesitamos encontrar maneras de usar materiales accesibles para lograr funciones químicas complejas. En mi opinión, la manera es imitar lo que la naturaleza ya hace muy inteligentemente: usar precisión atómica y procesos controlados a la nanoescala, usar el espín de los electrones para transmitir información. Este trabajo es parte de un campo nuevo de investigación que estamos desarrollando en mi laboratorio”, señaló Magalí Lingenfelder, coordinadora científica de la red de científicos argentinos en Suiza (RCAS) y directora del estudio que se realizó en su laboratorio en la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), Suiza.
Para Lingenfelder hay muchas preguntas abiertas sobre cómo mejorar la eficiencia de los procesos de producción de combustibles sustentables. “Nuestro trabajo nos permitió entender los procesos fundamentales que ocurren al aplicar un campo magnético que afecta universalmente a cualquier carga, permitiendo controlar el flujo de reactivos y productos desde y hacia el catalizador. Entender los mecanismos permite saber las condiciones en las cuáles pueden ser aplicados y maximizar su efecto, por ejemplo, para la reacción de reducción de oxígeno pudimos obtener un 50% de mejora en estudios de laboratorio”.
Eficiencia
El estudio internacional se centró en la electrocatálisis, un proceso clave en la producción de combustibles limpios, donde se facilita una reacción de transferencia de electrones.
Si bien es una tecnología relativamente nueva, ya existen algunas compañías que venden autos o trenes que funcionan con hidrógeno. “La dificultad actual está en mejorar la eficiencia de los procesos de electrólisis para poder generarlo a partir de energías limpias, y no mediante otros procesos contaminantes”, puntualizó Vensaus.
A menudo, los métodos tradicionales de electrocatálisis – que se emplean en la industria que produce combustibles verdes – no logran maximizar el transporte de reactivos a la superficie del catalizador, que es un paso clave en la conversión de energía. Esto reduce la eficiencia general de la reacción y enlentece el progreso hacia soluciones de energía limpia.
En este contexto y mediante la realización de experimentos que involucraron el desarrollo de un nuevo sistema experimental el equipo de investigación demostró que el uso de campos magnéticos puede impulsar y hacer más eficiente la electrocatálisis.
Fue un El estudio fue co-financiado por una beca de excelencia del gobierno suizo y por el MPI-EPFL Center of Molecular Nanoscience and Technology. Del estudio también participaron Yunchang Liang, también primer autor del trabajo e integrante del Laboratorio Max Planck-EPFL de Nanociencia y Tecnología Molecular y de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), y Jean-Philippe Ansermet, del Instituto de Física (IPHYS) del EPFL
