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La ingeniería a nanoescala de SunGreenH2 podría duplicar la producción de hidrógeno verde

Si alguna vez va a haber una economía nacional de hidrógeno, necesitaremos cambiar algunas cosas. Uno de ellos es cómo producimos el propio hidrógeno, la gran mayoría del cual proviene de combustibles fósiles. SolVerdeH2 trae un avance de nivel nanotecnológico a la producción de hidrógeno verde, sobrecargando la electrólisis para que se puedan producir órdenes de magnitud más hidrógeno directamente del agua.

El hidrógeno se usa en todas partes, pero la falta de una opción ecológica y escalable para producirlo ha retrasado su adopción. ¿De qué sirve tener un sistema de baterías de hidrógeno para energías renovables si tiene que obtener ese hidrógeno del gas natural, el petróleo y el carbón?

La respuesta es el proceso de electrólisis, que separa las moléculas de agua en sus átomos constituyentes, produciendo hidrógeno y oxígeno. Suena genial, pero se necesita mucha energía y elementos costosos como el platino para producir los catalizadores y las membranas que componen el sándwich tecnológico de cualquier celda electrolizadora moderna. Entonces, el hidrógeno verde es varias veces más caro que el hidrógeno sucio y más difícil de fabricar.

Llega SunGreenH2, que ha realizado una importante mejora en una parte crucial de esas células: el electrodo. La compañía afirma que puede duplicar la producción de hidrógeno, reducir el costo y reducir la dependencia del platino y otros elementos raros, todo de una sola vez.

“Estamos nanoestructurando un cátodo patentado basado en una aleación que duplica el área de superficie disponible para la reacción”, dijo la directora ejecutiva y cofundadora Tulika Raj. “Eso duplica la cantidad de hidrógeno producido allí mismo. Pero eso no es suficiente, debe ser escalable y fabricable. Por lo tanto, no utiliza metales preciosos; en este caso, estamos reduciendo la cantidad necesaria en 30 veces”.

Ella dijo que prácticamente todos los electrolizadores modernos pueden usar este electrodo mejorado. “La idea es dejar toda la industria”, dijo.

La superficie de la nanoestructura es el avance principal, y puede ver una imagen de microscopio electrónico de barrido aquí:

Créditos de imagen: solverdeh2

Parece un poco caótico, pero el material está cuidadosamente diseñado para interactuar con los otros componentes químicos del proceso de electrólisis (principalmente agua y un catalizador), y al formar una especie de estructura de esponja 3D en lugar de una estructura plana o rugosa, se duplica. el área de la superficie en la que puede ocurrir la reacción.

Una debilidad de las nanoestructuras es que son muy frágiles y propensas a la degradación, lo que reduce su eficacia (aunque sea milagrosa) con el tiempo. SunGreenH2 se ha adelantado a este defecto con “el novedoso concepto de sacrificar el catalizador”.

“Aumentar el área superficial y ajustar la cristalinidad de los materiales depositados da como resultado una mejora del rendimiento y la estabilidad, respectivamente, mientras que el uso del catalizador de sacrificio da como resultado una mejora significativa de la vida útil del catalizador principal”, explicó Raj. “En la tecnología actual/existente, debido a la corrosión del catalizador, se reduce el rendimiento del electrodo. En la tecnología desarrollada por SunGreenH2, la corrosión del catalizador sacrificado da como resultado una mejora del área superficial, lo que compensa el impacto de la corrosión”.

Los cofundadores de SunGreenH2 Tulika Raj (izquierda) y Saeid Masudy Panah. A la derecha, un prototipo de pila de electrólisis con la tecnología de la compañía en algún lugar del medio.

En otras palabras, este segundo material impregna la estructura, y su proceso de corrosión (por algún medio más allá de mi comprensión) mantiene fresca la superficie catalítica principal.

La empresa ha recaudado una ronda semilla de $2 millones liderada por SGInnovate, con la participación de Vinci BV, Cap Vista, Entrepreneur First, SOSV’s HAX, she1K y Apsara Investments. Raj dijo que este dinero se destinará a establecer sus primeras instalaciones de fabricación en Melbourne, para satisfacer las demandas de sus primeros socios, que son confidenciales pero incluyen importantes preocupaciones energéticas en la UE, EE. UU., Canadá, Japón y Singapur.

Aunque la intención al principio es vender el componente del electrodo por separado, el próximo año planea asociarse con integradores de sistemas para producir pilas completas de electrólisis y, finalmente, con empresas más grandes para producir más soluciones integrales. “También podemos aplicar nuestra tecnología de plataforma para fabricar materiales de transición verde similares, es decir, electrodos, PTL y placas bipolares para celdas de combustible, electrodos para baterías y fotoelectrodos para paneles solares directos a hidrógeno”, dijo Raj.

Todo eso depende de su éxito en estos primeros días, pero si va a ocurrir una revolución de hidrógeno verde, la industria tendrá que comenzar a adoptar tecnologías como esta más temprano que tarde.


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