LESGO avança l’emmagatzematge d’hidrogen amb materials basats en el grafè

Finançat el 2020 en el marc del programa de recerca i innovació Horitzó 2020 de la Unió Europea, el projecte LESGO (Light to Store Energy in Reduced Graphene Oxide) va finalitzar el mes de maig passat. Després de tres anys i mig, l'equip ha demostrat amb èxit que l'hidrogen es pot emmagatzemar de forma segura en materials a base de grafè, com l'òxid de grafè, mitjançant un procés energèticament eficient que implica un electrolitzador.

Els objectius generals fixats a l'inici del projecte van ser, per una banda, assolir un mecanisme eficaç que unís les molècules d'hidrogen al carboni de l'òxid de grafè, i per altra aconseguir la desorció de l'hidrogen en una pila de combustible alcalina per obtenir electricitat.

Millorant l’absorció i la desorció de l’hidrogen

En una primera fase, els investigadors van desenvolupar amb èxit un mètode per millorar la unió de l'hidrogen a l'òxid de grafè. L'equip va crear un ànode híbrid utilitzant nanopartícules de ferro i níquel sobre òxid de grafè reduït i espuma de níquel, que va superar els materials tradicionals – més cars – i mantenint una alta eficiència durant un ús prolongat.

Després de construir una cel·la de flux al laboratori que reduïa efectivament l'òxid de grafè a la seva forma hidrogenada, l'equip va acoblar el prototip LESGO el juny de 2023. Equipat amb monitoratge en temps real i cèl·lules solars, el prototip va permetre demostrar la viabilitat del procés i validar el sistema sota diferents condicions d'irradiació i temperatura.

A la tercera fase, van explorar com alliberar l'hidrogen de l'òxid de grafè hidrogenat per poder generar electricitat. Tant els càlculs teòrics com els mesuraments de les proves experimentals utilitzant làsers polsats van donar resultats prometedors, cosa que indica que el cicle d'absorció/desorció de l'hidrogen seria energèticament favorable i es pot extreure eficientment utilitzant tecnologia làser. Tot i que les proves inicials en una pila de combustible alcalina també van mostrar potencial per generar electricitat, encara cal més investigació per optimitzar el procés.

Contribuint a un futur més verd

Al llarg del projecte, l'equip també es va centrar a construir un ecosistema al voltant de la tecnologia potencial dels combustibles reduïts d'òxid de grafè i aconseguir la seva acceptació per part de la societat, recopilant comentaris directes dels participants en grups focals que van ressaltar la voluntat general dels ciutadans de canviar alternatives millors i més ecològiques.

A través d'aquestes troballes LESGO està contribuint a aconseguir avenços en camp de l'emmagatzematge d'hidrogen que podrien revolucionar els sistemes energètics i contribuir significativament a desenvolupar noves solucions energètiques sostenibles, per exemple, a la indústria dels vehicles elèctrics, millorant les perspectives d'una mobilitat basada en la tecnologia de piles de combustible.

Amb vista al futur, l'equip planeja continuar explorant com obtenir un combustible líquid dens en energia a partir d'òxid de grafè i potencialment portar la tecnologia de LESGO al mercat.