Refinerías de agua para obtener oxígeno puro

Descripción: El catalizador en acción, en el laboratorio de Dan Nocera
Foto: MIT/NSF

Utilizando una técnica sorprendentemente simple y barata, unos químicos han descubierto una forma de extraer oxígeno puro del agua utilizando cantidades relativamente pequeñas de electricidad y productos químicos comunes, a temperatura ambiente.

(NC&T) Debido a que el oxígeno y el hidrógeno son fuentes ricas de energía, muchos investigadores han propuesto utilizar la energía solar para separar el agua en esos elementos, y disponer así de una fuente de energía almacenada para cuando llega la noche y el Sol se oculta. Uno de los mayores obstáculos para este escenario de energía ecológica ha sido la dificultad de producir oxígeno sin emplear grandes cantidades de energía en el proceso o sin tener que realizar muchas tareas de mantenimiento en la maquinaria.

Ahora, Daniel Nocera y Matthew Kanan, ambos del MIT, han descubierto una manera eficiente de resolver el problema del oxígeno.

Un dispositivo de uso doméstico para generar energía usando esta técnica podría estar a una década de distancia.

Para producir oxígeno, Nocera y Kanan añadieron cobalto y fosfatos en agua neutra y entonces insertaron un electrodo de vidrio conductor. Tan pronto como los investigadores aplicaron una corriente, se comenzó a formar una película oscura en el electrodo, en cuya superficie empezaron a aparecer diminutas concentraciones de oxígeno, que acabaron formando un flujo de burbujas.

Después de analizar el electrodo, los investigadores concluyeron que se había depositado sobre él una mezcla de cobalto-fosfato en forma de película.

Nocera y Kanan consideran que la película es el catalizador que ayuda a descomponer las moléculas de agua para crear el oxígeno gaseoso.

Nocera y Kanan también encontraron evidencia de que el catalizador parece renovarse a sí mismo. Gracias a eso, el mantenimiento de tales sistemas de extracción de oxígeno sería mucho más fácil que el de otros sistemas propuestos o ensayados. De todos modos, los resultados de este estudio necesitan ser confirmados con experimentos adicionales.

A pesar de la sencillez del dispositivo experimental, aún se desconoce el mecanismo exacto que dirige las reacciones. Para la conversión directa de energía solar en hidrógeno y oxígeno, los investigadores necesitarán estudiar los resultados de la nueva investigación e incorporar los mecanismos en un sistema más grande que también produzca hidrógeno de forma limpia.

Josh Chamot
E-mail: jchamot@nsf.gov
Tel.: 703-292-7730

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