Ingenieros de la universidad de Purdue han desarrollado una tecnología que podría facilitar la producción de energía de forma barata y con un amplio potencial de aplicaciones, desde alimentar un submarino hasta sustituir la gasolina de los coches, informa la mencionada universidad en un comunicado.
Esta tecnología produce hidrógeno añadiendo agua a una aleación de aluminio y galio. Cuando el agua es añadida a esa aleación, el aluminio divide el agua atrayendo oxígeno y liberando hidrógeno.
Los investigadores de Purdue están desarrollando un método para crear partículas de esta aleación que puedan ser colocadas, por ejemplo, en un tanque para que reaccionen con agua y producir, de esa manera, hidrógeno bajo demanda.
El galio es un componente muy importante ya que impide la formación de una película de óxido sobre el aluminio. Esta película suele aparecer en la superficie del aluminio durante la oxidación y actúa como barrera, no dejando que el oxigeno reaccione con el aluminio. Reduciendo esta película protectora, la reacción sigue su curso hasta que todo el aluminio es usado para generar hidrógeno.
Las bases de esta tecnología ya fueron presentadas en mayo, pero los investigadores han desarrollado ahora una mejora de la aleación que contiene una mayor concentración de aluminio.
Dado que esta tecnología puede ser usada para generar hidrógeno bajo demanda, este método hace totalmente innecesario el almacenamiento o transporte de hidrógeno, dos de los mayores obstáculos para crear una “economía del hidrógeno”.
Además, el galio es un componente inerte, lo que quiere decir que puede ser recuperado y reutilizado.
Viable económicamente
“Esto es especialmente importante dado el alto precio que tiene este compuesto respecto a, por ejemplo, el aluminio”, afirma Jerry Woodall, que ha inventado el proceso. “Si el galio puede ser recuperado, este proceso es económicamente viable y más atractivo para su uso a gran escala. Asimismo, el galio puede ser de una pureza baja, que es mucho más barato que el galio puro, usado en la industria de componentes electrónicos”, puntualiza.
Por otro lado, cuando la aleación reacciona con el agua, el aluminio se convierte en óxido, también llamado alúmina, que puede ser reciclado y reconvertido en aluminio. El aluminio reciclado es más barato que extraerlo de la tierra, haciendo esta tecnología todavía más competitiva.
En investigaciones recientes, los ingenieros enfriaron rápidamente la aleación para generar partículas con un 28% de peso de aluminio y un 72% de peso de galio. El resultado es una aleación sólida que puede dividirse y que está preparada para reaccionar con el agua y formar hidrógeno, alúmina y calor.
Aleación 80-20
Siguiendo con este trabajo, los científicos de Pardue descubrieron que, enfriando la aleación despacio, las partículas que se producían contenían un 80% de aluminio y un 20% de galio.
“Las partículas hechas con esa aleación 80-20 son muy estables en aire seco y reaccionan muy rápidamente con el agua para formar hidrógeno”, señala Woodall. Esta aleación está siendo foco de muchas investigaciones y, bajo nuestro punto de vista, puede ser desarrollada en un material viable comercialmente para descomponer el agua”.
Esta tecnología tiene muchas aplicaciones potenciales. El método permite usar hidrógeno en lugar de gasolina para hacer funcionar motores de combustión interna en coches y camiones, por ejemplo. El único residuo que generarían entonces estos medios de transporte sería agua.
“Es tan simple como reconvertir los motores de combustión interna para que puedan funcionar con hidrógeno. Todo lo que hay que hacer es reemplazar el inyector de combustible por un inyector de hidrógeno”, dice Woodall.
Según sus datos, en Estados Unidos habría suficiente aluminio como para alimentar energéticamente a los norteamericanos durante 35 años.
Sin embargo, apuntan la necesidad de articular un programa de reciclado a gran escala para poder reconvertir la alúmina en aluminio y para recuperar el galio. Para ello habría que crear una infraestructura dedicada, como una planta nuclear o generadores de energía eólica.
Los investigadores saben ahora, sin embargo, que reciclar la alúmina es mucho más barato de lo que se había estimado en principio, ya que es posible usar un estándar de procesado ya existente. Usando este estandar se podría reciclar alúmina para crear aluminio a un precio capaz de competir con el de la gasolina.
Un largo recorrido
El camino para vislumbrar una posible “economía del hidrógeno” a partir de esta tecnología ha sido largo. Todo empezó en 1967, mientras trabajaba en una investigación para IBM, cuando Woodall descubrió que la mezcla de aluminio y galio producía hidrógeno si se mezclaba con agua.
Aquella investigación, que estaba centrada en el desarrollo de nuevos semiconductores para ordenadores, permitió avances en las comunicaciones a través de fibra óptica y tuvo aplicaciones prácticas en, por ejemplo, reproductores de DVD otros dispositivos lumínicos.