Más hidrógeno y mejores pilas de combustible: Una nueva mirada a los fundamentos

Cuando una molécula de agua libera un protón, se convierte en hidróxido. Sin embargo, a dicho protón le gusta llevarse un electrón consigo. Y un protón junto con un electrón acaba siendo hidrógeno, la sustancia que se considera un componente importante de la producción de energía de bajas emisiones y respetuosa con el medio ambiente.

Esta electrólisis del agua, la reacción que describe la división del agua en oxígeno e hidrógeno, ha arrojado ahora algunos nuevos descubrimientos.

Se ha investigado la velocidad de reacción a la que se intercambian protones y, por tanto, también electrones. Estos procesos son tan cruciales para el uso de la electricidad verde para producir hidrógeno como para la conversión del hidrógeno en electricidad dentro de una pila de combustible.

Incluso las pilas y los acumuladores funcionan fundamentalmente según este principio. Se intercambian partículas cargadas positiva (protones) y negativamente (electrones), concentrándose cada una en un lado y creando así una diferencia de potencial o tensión. La corriente fluye.

Contrariamente a lo esperado, las dos partículas que se forman a partir de dos moléculas de agua se comportan de forma muy diferente. Según las investigaciones realizadas en el MIT, el hidronio cargado positivamente y el hidróxido cargado negativamente en equilibrio no equilibran la reacción.

En su lugar, el intercambio de ida y vuelta se produce al mismo ritmo cuando el pH de la solución es 10. Esto significa que el hidróxido se produce un millón de veces más frecuentemente que el hidronio. Sólo entonces se produce el intercambio de protones y electrones al unísono.

"Nuestro hallazgo es realmente revelador porque significa que la suposición que la gente está utilizando para analizar todo, desde la catálisis de las pilas de combustible hasta la evolución del hidrógeno, puede ser algo que tengamos que revisar", afirma Yogesh Surendranath, autor principal del estudio.

Así pues, es muy probable que muchos procesos fundamentales de la generación de energía mediante reacciones químicas en pilas de combustible, baterías o acumuladores experimenten algunas innovaciones apasionantes en un futuro próximo.