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El polvo de aluminio-galio hace burbujear el hidrógeno de las aguas residuales

Sin ningún aporte de energía burbujea el hidrógeno, gracias a un nuevo polvo de nanopartículas de aluminio y galio que genera H2 cuando se coloca en el agua, incluso en el agua de mar.

El aluminio se oxida rápidamente en el agua, eliminando el O del H2O y liberando hidrógeno como subproducto. Sin embargo, se trata de una reacción de corta duración, ya que en la mayoría de los casos el metal adquiere rápidamente una capa microscópica de óxido de aluminio que lo sella y pone fin a la diversión.

Pero los investigadores de química de la Universidad de Santa Cruz dicen haber encontrado una forma rentable de mantener la bola en movimiento. Desde hace tiempo se sabe que el galio elimina la capa de óxido de aluminio y mantiene el aluminio en contacto con el agua para que continúe la reacción, pero las investigaciones anteriores habían descubierto que las combinaciones con aluminio tenían un efecto limitado.

Por eso, cuando el profesor de química/bioquímica Bakthan Singaram se enteró de que el estudiante Isaí López estaba jugando con la producción de hidrógeno con aluminio/galio en la cocina de su casa, no parecía que la idea tuviera nada de especial.

Cuando López decidió ampliar el experimento para probar mezclas con galio, las cosas se pusieron un poco raras. La producción de hidrógeno se disparó, y el equipo empezó a intentar averiguar por qué estas mezclas se comportaban de forma tan fundamentalmente diferente.

Tras realizar estudios de microscopía electrónica y difracción de rayos X, se dieron cuenta de que la mezcla más eficaz, de tres partes de galio por una de aluminio, estaba haciendo algo que las proporciones inferiores no hacían. El galio no sólo disolvía el óxido de aluminio, sino que también hacía que el aluminio se separara en nanopartículas y las mantuviera separadas.

El galio separa las nanopartículas y evita que se agrupen en partículas más grandes. La gente se ha esforzado en fabricar nanopartículas de aluminio, y aquí las están produciendo en condiciones normales de presión atmosférica y temperatura ambiente.

Con el aluminio tan finamente separado, su superficie se maximiza y la reacción con el agua fue espectacularmente eficiente, extrayendo el 90% de la cantidad máxima teórica de hidrógeno posible para una cantidad dada de aluminio.

Sorprendentemente, tampoco es necesario que la fuente de agua esté limpia.

Se puede utilizar cualquier fuente de agua disponible, incluidas las aguas residuales, las bebidas comerciales o incluso el agua del océano, sin generar gas de cloro.

Pero el galio es caro. Aunque los investigadores afirman que puede recuperarse totalmente al final del proceso y utilizarse con aluminio fresco para crear más de esta notable aleación productora de hidrógeno. De hecho, la creación de la aleación es extremadamente fácil en sí misma; basta con mezclar manualmente el galio con el aluminio, incluido el papel de aluminio o las latas usadas, en la proporción correcta.

El equipo ha presentado una solicitud de patente para el proceso y está comenzando a examinar cómo se podrá ampliar comercialmente.

Vía ucsc.edu

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