Los científicos han desarrollado una tecnología innovadora que aborda limitaciones secreto en la producción limpia de hidrógeno mediante microondas. Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) logró dilucidar el mecanismo subyacente de este proceso progresista. Sus hallazgos marcan un paso transformador en la búsqueda de energía sostenible.
Los científicos subrayaron que las tecnologías de producción de hidrógeno existentes enfrentan barreras importantes. Los métodos termoquímicos convencionales, que se basan en la oxidación-reducción de óxidos metálicos, requieren temperaturas extremadamente altas de hasta 1.500 °C. (2,732°F). Según los investigadores, estos métodos no sólo consumen mucha energía y son costosos, sino que asimismo son difíciles de subir, lo que limita su aplicación maña.
Las microondas impulsan reacciones químicas de modo apto
Para asaltar estos desafíos, los científicos optaron por la energía de las “microondas”, la misma fuente que se utiliza en los hornos microondas domésticos. Si admisiblemente las microondas se asocian comúnmente con calentar alimentos, asimismo pueden impulsar reacciones químicas de modo apto.
Los científicos demostraron que la energía de microondas podría dominar la temperatura de reducción de la ceria dopada con Gd (CeO2), un material de remisión para la producción de hidrógeno, por debajo de 600 ℃ (1112 °F), reduciendo el requisito de temperatura en más de un 60 por ciento. Sorprendentemente, se descubrió que la energía de microondas reemplaza el 75 por ciento de la energía térmica necesaria para la reacción, un gran avance para la producción sostenible de hidrógeno, según un comunicado de prensa.
La investigación puede revolucionar la viabilidad comercial de la producción de hidrógeno
“Esta investigación tiene el potencial de revolucionar la viabilidad comercial de las tecnologías de producción termoquímica de hidrógeno. Todavía allanará el camino para el incremento de nuevos materiales optimizados para procesos químicos impulsados por microondas”, afirmó el profesor Hyungyu Jin de POSTECH.
“Introducir un nuevo mecanismo impulsado por microondas y pasar las limitaciones de los procesos existentes son logros importantes, posibles gracias a la estrecha colaboración interdisciplinaria de nuestro equipo de investigación”.
La producción de hidrógeno asistida por microondas es una tecnología prometedora
Los investigadores sostienen que la producción de hidrógeno asistida por microondas es una tecnología prometedora con la capacidad de descomponer el H2O en H2 de forma económica.
Publicado en la portada interior del Journal of Materials Chemistry, el estudio afirma que el potencial de esta tecnología depende del parámetro fr que mide la fracción de energía de microondas que contribuye directamente a la reacción de reducción de los óxidos metálicos mediante la ascendencia del oxígeno de la red.
Los investigadores revelaron que los hallazgos sugieren que la energía de microondas contribuye significativamente a la formación de defectos en condiciones aliviadas (T más devaluación y P (O2) más ingreso) con una escalera de tiempo más corta en comparación con la reducción térmica convencional.
“Nuestro estudio reafirma la importancia de fr en la reducción asistida por microondas y proporciona una nueva visión termodinámica de la interacción entre los defectos y los campos de microondas en la ceria dopada”, dijeron los investigadores.
Todavía destacaron que otro avance crítico radica en la creación de “vacantes de oxígeno”, que son defectos en la estructura del material esenciales para dividir el agua en hidrógeno. Según los investigadores, los métodos convencionales suelen tardar horas a temperaturas extremadamente altas para formar estas vacantes.
Los científicos lograron los mismos resultados en sólo unos minutos a temperaturas inferiores a 600 °C (1112 °F) aprovechando la tecnología de microondas. Según el estudio, este rápido proceso se validó aún más con un maniquí termodinámico, que proporcionó información valiosa sobre el mecanismo subyacente a la reacción impulsada por microondas.
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