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Aug 08, 2023

Un gran paso adelante: un nuevo avance podría conducir a una energía de hidrógeno más limpia

LAWRENCE, Kansas – Científicos de la Universidad de Kansas y el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. han logrado avances significativos en la separación del hidrógeno y el oxígeno.

LAWRENCE, Kansas – Científicos de la Universidad de Kansas y el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. han logrado avances significativos en la separación de moléculas de hidrógeno y oxígeno para producir hidrógeno puro, sin utilizar combustibles fósiles.

Los resultados de los experimentos de radiólisis pulsada han dejado al descubierto el mecanismo de reacción completo de un grupo importante de catalizadores de "división del agua". Este avance del equipo de KU y Brookhaven nos acerca a la generación de hidrógeno puro a partir de fuentes de energía renovables. Esto podría potencialmente contribuir a una vida más sostenible para la nación y el mundo.

Sus hallazgos fueron publicados recientemente en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

"Comprender cómo funcionan las reacciones químicas que hacen que los combustibles limpios como el hidrógeno funcionen es un gran desafío; este artículo representa la culminación de un proyecto que comencé en mi primer año en KU", dijo el coautor James Blakemore, profesor asociado de química, cuyo La investigación en Lawrence forma la base del descubrimiento.

"Nuestro artículo presenta datos que se obtuvieron con esfuerzo a partir de técnicas especializadas para comprender cómo funciona un determinado catalizador para la generación de hidrógeno", dijo. “Las técnicas que se utilizaron tanto aquí en KU como en Brookhaven son bastante especializadas. Su implementación nos permitió obtener una imagen completa de cómo producir hidrógeno a partir de sus partes constituyentes, protones y electrones”.

La investigación de Blakemore en KU fue la base del gran avance. Llevó su trabajo a Brookhaven para realizar investigaciones utilizando radiólisis de pulso, así como otras técnicas, en su Centro Acelerador de Investigación Energética. Brookhaven es uno de los dos únicos lugares del país que alberga equipos que permiten experimentos de radiólisis por pulsos.

"Es muy raro que se pueda obtener una comprensión completa de un ciclo catalítico completo", dijo el químico de Brookhaven Dmitry Polyansky, coautor del artículo. "Estas reacciones pasan por muchos pasos, algunos de los cuales son muy rápidos y no se pueden observar fácilmente".

Blakemore y sus colaboradores hicieron el descubrimiento estudiando un catalizador basado en un complejo de pentametilciclopentadienil rodio, que es [Cp*Rh] para abreviar. Se centraron en el ligando Cp* (pronunciado CP-“estrella”) emparejado con el metal raro rodio debido a indicios de trabajos anteriores que mostraban que esta combinación sería adecuada para el trabajo.

“Our rhodium system turned out to be a good target for the pulse radiolysis,” Blakemore said. “The Cp* ligands, as they’re called, are familiar to most organometallic chemists, and really chemists of all stripes. They’re used to support many catalysts and can stabilize a variety of speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Especies involucradas en ciclos catalíticos. Un hallazgo clave de este artículo brinda una nueva visión de cómo el ligando Cp* puede estar íntimamente involucrado en la química de la evolución del hidrógeno”.

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