Universidad San Francisco Javier Los investigadores han implementado un enfoque impulsado por la luz para producción de hidrógeno verde que no depende de la red y, entiéndalo, ofrece aproximadamente 100 veces más hidrógeno que los viejos trucos activados por la luz. En el fondo hay una novela. catalizador sólido multicomponentey todo funciona bajo cielos soleados y bombillas artificiales, lo que lo convierte en un verdadero competidor para impulsar el acceso a la energía en rincones remotos y comunidades rurales.
Avance en la producción de hidrógeno verde
Hoy en día, la mayor parte del hidrógeno proviene del reformado con vapor de gas natural, que consume alrededor del 2% de la electricidad mundial y expulsa CO₂ a un ritmo doce veces mayor que el hidrógeno que produce. Compare esto con la ruta fotocatalítica del equipo StFX, que aprovecha directamente la luz solar para dividir las moléculas de agua, sin necesidad de jugo de red. En pruebas de laboratorio, registraron producciones de hidrógeno casi cien veces superiores a los puntos de referencia habituales activados por luz.
Contexto Energético Regional
En Nueva Escocia, donde las líneas eléctricas no siempre se estiran y la geografía presenta obstáculos, ser capaz de producir hidrógeno en el sitio sin conectarse a la red podría remodelar totalmente la escena energética local. La pasada historia de amor de la provincia con los combustibles fósiles y las grandes plantas centrales ha dejado a los asentamientos e industrias fuera de la red a la defensiva. Un robusto sistema de hidrógeno alimentado por energía solar podría matar dos pájaros de un tiro: acelerar energía sostenible Objetivos y llevar energía confiable a lugares difíciles de alcanzar.
Cómo funciona el catalizador
En el centro de esta innovación se encuentra una mezcla sólida de componentes que, cuando se bañan en luz, activan la química necesaria para dividir el agua en sus partes. La luz del sol hace el trabajo pesado, por lo que no hay necesidad de electricidad externa. Las primeras pruebas bajo lámparas solares y luz solar real muestran ganancias constantes. La receta exacta para el catalizador aún se mantiene en secreto hasta su publicación, pero las pruebas iniciales demuestran que es estable a través de múltiples ciclos.
Descubrimiento accidental y el equipo de investigación
En realidad, la historia comienza en 2022, cuando un ex estudiante de maestría Panagodage Yashodha Detectó una actividad catalítica inesperada en el Dr. Geniece Hallett-TapleyEl laboratorio. “Era sólo una línea en una propuesta de cinco páginas”, se ríe la Dra. Hallett-Tapley, recordando esa nota de la suerte sobre el hidrógeno. Haciendo equipo con el Dr. Erwan Bertínque trajeron equipos avanzados de detección de gases, verificaron dos veces el resultado y lo compararon con los estándares de la industria.
Financiamiento y apoyo colaborativo
Desde entonces, este proyecto ha atraído el apoyo de Atlántico neto ceroencajando perfectamente en el pulsador para descarbonización industrial e investigación neta cero en el Atlántico canadiense. Los departamentos de Química e Ingeniería de StFX aunaron sus recursos, reuniendo a estudiantes universitarios y de posgrado para que se pusieran manos a la obra con experimentos y procesamiento de datos. Es una verdadera muestra de cómo el trabajo en equipo puede hacer avanzar la aguja. energía sostenible.
Impacto Educativo y Estratégico
Los estudiantes universitarios han estado al frente y al centro, obteniendo una rara exposición al pensamiento de ampliación y al trabajo de laboratorio de fotocatálisis, experiencia que no suele encontrarse en los programas de licenciatura, dice la Dra. Hallett-Tapley. Y con la Dra. Brittany MacDonald-MacAulay Desde el diseño del reactor de dirección de ingeniería, el proyecto está tendiendo puentes entre la teoría y las aplicaciones del mundo real.
Diseño de reactores y ampliación de escala
Ahora, la atención se centra en un reactor piloto para mantener el hidrógeno fluyendo continuamente bajo la luz del sol. Las pruebas a escala de banco sugieren que el catalizador resiste ciclos más largos, pero la prueba definitiva será su durabilidad y costo a escala. El equipo enfatiza que las demostraciones a escala industrial son el próximo gran hito antes de que alguien pueda hablar de implementación comercial.
Impactos y desafíos potenciales
Si logran ampliar la escala, esto podría reducir drásticamente la huella de carbono de producción de hidrógeno abandonando el reformado del gas natural. También es una esperanza real para las aplicaciones fuera de la red, aunque todavía no lo hemos visto en acción en comunidades remotas. ¿Los obstáculos? Demostrar que es económico en comparación con los métodos existentes, garantizar que el catalizador dure toda la distancia y conectarlo a los sistemas energéticos actuales y infraestructura de hidrógeno.
Relevancia global
La generación de hidrógeno fotocatalítico ha existido durante años, pero la eficiencia siempre ha sido rezagada. Este avance de StFX, aún en etapas precomerciales, es uno de los saltos de rendimiento más impresionantes que hemos visto. A medida que los países se apresuran a alcanzar los objetivos climáticos, las innovaciones que aprovechen la abundante luz solar podrían ser fundamentales para descarbonizar el transporte y las industrias pesadas.
Mirando hacia el futuro
El equipo está preparando las pruebas industriales de la Fase 1 y conversando con equipos locales de combustibles limpios sobre asociaciones. Todavía hay una montaña que escalar, pero esta innovación canadiense demuestra que los laboratorios universitarios, incluso aquellos con presupuestos modestos, pueden generar avances transformadores en el impulso hacia la energía sostenible y robusto infraestructura de hidrógeno.
fuente: stfx.ca
