Un estudio liderado por la Universidad Real de Tecnología de Melbourne ha logrado un importante resultado de invención experimental, que puede convertir la alta carga de contaminantes en aguas residuales en una ventaja para la fabricación de hidrógeno verde, reduciendo la dependencia del agua dulce, un recurso escaso, y trayendo un nuevo avance al campo de la fabricación verde.

Actualmente, más del 80% de las aguas residuales globales se descargan al medio ambiente sin tratamiento, y esta investigación proporciona una oportunidad para convertir esta responsabilidad ambiental en un aumento de productividad. El equipo utiliza un método único para acelerar la producción de hidrógeno utilizando contaminantes específicos en las aguas residuales, superando el problema de que las altas cargas de contaminantes hacen que las aguas residuales sean difíciles de utilizar.

Este resultado de investigación involucra a la Universidad de Melbourne, el Sincrotrón Australiano y la Universidad de Nueva Gales del Sur, basado en múltiples avances previos, incluyendo una tecnología innovadora para remover rápidamente microplásticos del agua utilizando imanes, y una tecnología para promover la producción de hidrógeno utilizando agua de mar. El artículo relacionado, "Utilización de aguas residuales como modificadores de catalizadores para la producción sostenible de hidrógeno", se publicó en ACS Electrochemistry.

El investigador principal, el profesor adjunto Nasir Mahmood del Colegio de Ciencias de RMIT, introdujo que el grupo de investigación encontró métodos para capturar metales como platino, cromo y níquel en el agua, y utilizó estos elementos para mejorar la producción de hidrógeno verde. Comparado con otras innovaciones en producción de hidrógeno verde, su ventaja radica en utilizar directamente sustancias inherentes en las aguas residuales, sin necesidad de agua pura u otros pasos adicionales.

La parte clave de la invención experimental es el electrodo, cuya superficie está hecha de carbono adsorbente, que puede adsorber metales en las aguas residuales para formar un catalizador conductor estable y eficiente, acelerando la descomposición del agua. El material utilizado para producir la superficie de carbono especial se hace de desechos agrícolas, lo que es rentable y ayuda al desarrollo económico circular.

En el proceso experimental, el grupo de investigación colocó muestras de aguas residuales en un contenedor equipado con dos electrodos, ánodo y cátodo, utilizando energía renovable para impulsar el proceso de descomposición del agua. Cuando la corriente fluye a través del agua, se desencadena una reacción química: en el cátodo, las moléculas de agua obtienen electrones para formar hidrógeno; en el ánodo, las moléculas de agua pierden electrones para formar oxígeno, logrando la separación básica del agua en hidrógeno y oxígeno y su recolección para uso. Mahmood dijo que el oxígeno producido puede reincorporarse a la planta de tratamiento de aguas residuales, mejorando su eficiencia.

El dispositivo logró 18 días de descomposición continua del agua en experimentos de laboratorio, con un rendimiento casi sin declive. El experimento utilizó aguas residuales tratadas (eliminando residuos sólidos, materia orgánica y nutrientes).

RMIT está desarrollando una plataforma de sistema catalítico que puede utilizar recursos hídricos previamente difíciles de utilizar como aguas residuales y agua de mar; esta invención de verificación de concepto es otro ejemplo de este sistema. La investigadora principal conjunta, la profesora Nicky Eshtiaghi, indicó que esta innovación puede reducir los altos costos de tratamiento de aguas residuales, convirtiéndolas en una fuente valiosa de hidrógeno verde, resolviendo tanto problemas de contaminación como escasez de agua, beneficiando a los sectores de energía y recursos hídricos.

El equipo está ansioso por colaborar con compañías globales dedicadas a resolver desafíos de costos y sostenibilidad en energía y desechos, así como con departamentos de agua, para desarrollar sistemas comerciales para la aplicación a gran escala de esta tecnología. Sin embargo, el co-investigador Dr. Muhammad Harris señaló que se necesita más investigación para mejorar el proceso de catalizador, haciéndolo más eficiente y adecuado para usos comerciales, y probar el método con diferentes tipos de aguas residuales para asegurar su efectividad general.