El magnetismo da un impulso inesperado a la economía del hidrógeno

El magnetismo da un impulso inesperado a la economía del hidrógeno

Mediante un imán, investigadores del Instituto Catalán de Investigación Química han logrado por primera vez aumentar la producción de hidrógeno en la reacción de división del agua. La simplicidad del descubrimiento abre nuevas oportunidades para implementar el uso de campos magnéticos durante este proceso.

Burbujas de hidrógeno formadas a través de la reacción de división del agua. / ICIQ
Agencia SINC

Los niveles atmosféricos de CO2 se han disparado y cada vez es más urgente encontrar alternativas sostenibles a los combustibles que lo producen. Una de las fuentes energéticas más prometedoras para el medio ambiente es el hidrógeno generado a través de la división del agua, reacción en la que se produce oxígeno e hidrógeno. Ahora, gracias a investigadores del Instituto Catalán de Investigación Química (ICIQ) esta economía del hidrógeno está más cerca.

En un artículo publicado en Nature Energy, científicos de los grupos Galán-Mascarós y López de ICIQ describen cómo, por primera vez, se ha utilizado un imán para mejorar directamente la producción de hidrógeno durante la división de agua mediante electrólisis en medio alcalino. “La simplicidad del descubrimiento abre nuevas oportunidades para implementar mejoras magnéticas en la división del agua. Además, el bajo coste de la tecnología la hace adecuada para aplicaciones industriales”, explica Felipe A. Garcés-Pineda, primer autor del artículo.

Tirón magnético

La investigación muestra como la presencia de un campo magnético externo, inducido al acercar un imán de neodimio al electrolizador, estimula la actividad electrocatalítica en el ánodo que, en algunos casos, llega a duplicar la producción de hidrógeno.

Los científicos informan que el campo magnético afecta directamente al mecanismo de reacción al permitir la conservación de espín del catalizador activo, lo que a su vez favorece la alineación de spin paralela de los átomos de oxígeno durante la reacción. Esta polarización general del espín, debida al campo magnético externo, mejora la eficiencia del proceso.

«Esto demuestra que hay mucho que aprender de los mecanismos íntimos de reacción que tienen lugar en los electrocatalizadores y abre nuevas formas de superar las limitaciones en los sistemas más modernos», afirma Núria López, líder de grupo en ICIQ y coautora del manuscrito.

Los investigadores estudiaron múltiples catalizadores en idénticas condiciones de trabajo e informan que la mejora de la actividad catalítica es proporcional a la naturaleza magnética de los catalizadores utilizados para impulsar la reacción de división del agua. Además, estos catalizadores utilizan elementos abundantes y evitan el uso de elementos críticos

En concreto, NiZnFe4Ox, una ferrita altamente magnética, exhibió el mayor incremento catalítico al aplicar un campo magnético. Esta ferrita también posee la ventaja de poder unirse magnéticamente a un soporte metálico de níquel, lo que evita la necesidad de usar sustancias que adhieran los catalizadores a su soporte físico.

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