Dados los altos niveles de contaminación asociados al uso de combustibles fósiles, los científicos se han abocado a diseñar fuentes de energía alternativas; una de las estrategias más prometedoras en el campo de las energías renovables son las celdas de combustible de hidrógeno.

Sin embargo, esta fuente de energía no se ha implementado pues implica altos costos, ya que emplea catalizadores de platino, un material extremadamente raro y costoso. No obstante, la solución podría estar al alcance de nuestras manos: latas de refrescos de acero inoxidable y aluminio.

Para implementar las celdas de combustible de hidrógeno se requieren catalizadores menos costosos

Una de las fuentes más prometedoras de energía no contaminante son las celdas de combustible de hidrógeno. En particular, una celda de combustible de hidrógeno se trata de una membrana en la que se combinan el hidrógeno y el aire del planeta, produciéndose una corriente eléctrica que puede alimentar un motor eléctrico; esto podría sustituir el uso de combustibles fósiles en el campo automotriz, disminuyendo los niveles de contaminación. Lo mejor de todo es que el residuo de esta reacción química es solo agua.

Sin embargo, esta tecnología no ha podido ser implementada en atención a los altos costos asociados; para poder poner en marcha las celdas de combustible de hidrógeno, se requiere la utilización de catalizadores hechos con platino; este material es sumamente caro y costoso.

Sin embargo, el metal proveniente de las latas de refresco que conocemos tradicionalmente podría ser la solución a este problema; en particular, el manganeso con el que se producen estas latas, podría funcionar como catalizador. El descubrimiento estuvo a cargo de Gang Wu, quien se desempeña como Profesor Asociado de Ingeniería Química y Biológica, en la Universidad de Buffalo.

Al respecto, los investigadores plantean que el manganeso es uno de los elementos más comunes en el planeta, pues se encuentra ampliamente distribuido a lo largo de su superficie; esto reduciría los costos de implementar las celdas de combustible de hidrógeno.

El manganeso podría abaratar la implementación de fuentes de energía renovable

Eso podría significar la masificación del uso de vehículos eléctricos.

Por más de 10 años, Wu y su equipo se han empeñado en buscar catalizadores alternativos para las celdas de combustible de hidrógeno; así, se han probado algunos a base de hierro y cobalto, pero estos se desgastan con el tiempo, lo que limita su utilidad. En esta línea, tras un experimento, se observó que combinar nitrógeno con manganeso produce cambios en este elemento, aumentando su estabilidad.

Así, tras numerosas pruebas, se logró diseñar una técnica sencilla de dos pasos que permite agregar carbono, además de una forma de nitrógeno denominada tetra nitrógeno al manganeso; de esta manera se obtuvo un catalizador que tiene una eficiencia similar al platino para dividir el agua; esta reacción es necesaria para la producción del nitrógeno.

De esta manera, se identificó un catalizador potencialmente apropiado para las celdas de combustible de hidrógeno que pudiesen traducirse en la masificación de esta fuente de energía para alimentar cualquier vehículo automotor. Por el momento, los investigadores se han propuesto continuar con otros estudios, a fin de optimizar la microestructura de carbono de este catalizador, mejorando su rendimiento.

Referencia: Atomically dispersed manganese catalysts for oxygen reduction in proton-exchange membrane fuel cells, (2018). https://doi.org/10.1038/s41929-018-0164-8

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