• Universitat de València
• Universitat Jaume I

• Pedro Javier Rodríguez Cantó
• Sixto Giménez Julia
• Miguel García Tecedor

En l'actualitat, existeix cada vegada una major necessitat de generar energies netes i renovables per a combatre el canvi climàtic. L'ús de l'H2 com a combustible per a la generació d'electricitat és una de les solucions més prometedores en termes de sostenibilitat, en ser completament net, a l'i tindre H₂O com a únic producte de la reacció. Aquest procés es realitza en una pila de combustible. La hidròlisi de l'aigua és un procés que solament és espontani a temperatures molt elevades, entorn de 2200 °C. Per a dur a terme la reacció a temperatura ambient, es requereix d'una gran quantitat d'energia extra respecte a la teòricament necessària per a dur-la a terme (+1,23V). Això és pel fet que, com en qualsevol reacció química, és necessari superar l'energia d'activació de la reacció perquè aquesta ocórrega. Per a reduir l'energia necessària s'empren catalitzadors.

A pesar que l'ús de la fotoelectroquímica en la producció d'hidrogen té un enorme potencial, fins al moment no ha sigut possible desenvolupar una aplicació capaç de competir econòmicament amb els procediments convencionals. Actualment, els sistemes electrocatalítics amb millor rendiment es basen en l'ús de metalls preciosos (RuO2, IrO2, o Pt) que resulten altament costosos. D'altra banda, el reformat de metà, permet una obtenció barata de l'hidrogen (3€/kg), però amb una important petjada de carboni que és imprescindible eliminar. Per això existeix la necessitat de desenvolupar nous catalitzadors basats en metalls que siguen més abundants en l'escorça terrestre.

Personal investigador de la Universitat de València, de la Universitat Jaume I i Intenanomat S.L. han desenvolupat en col·laboració un nou material basat en òxid de níquel no estequiomètric (NiOx) que mostra excel·lents propietats electrocatalìtiques per a l'electròlisi (oxidació) d'aigua, millorant fins i tot les eficiències de electrocatalitzadors basats en metalls preciosos (RuO2, IrO2, o Pt). La tecnologia permet la síntesi del electrocatalitzador mitjançant la formulació de diversos precursors de NiOx en dissolució per al seu depòsit sobre diferents tipus de substrats en un únic pas mitjançant diferents tècniques d'impressió. El material resultant presenta excel·lents propietats electrocatalítiques per a l'oxidació d'aigua amb baix requeriment energètic. El mètode de fabricació emprat és al seu torn completament escalable i compatible amb tècniques de fabricació en continu tipus roll-to-roll, en les quals es requereix substrats flexibles o làmines de metall fines.

La invenció seria aplicable en electrocatalitzadors per a l'electrocloració i purificació d'aigua i en piles de combustible per a la generació d'electricitat a partir d'H2 i O2. També pot utilitzar-se en la formulació de recobriments i pintures amb propietats fotocatalítiques i en materials per a capes de transport selectiu de forats per a la fotovoltaica i l'optoelectrònica, com els LED.

El sistema proposat presenta uns avantatges clars respecte als sistemes existents:

• Elevat rendiment: sota requeriment energètic i elevada estabilitat.
• Baix cost de la matèria primera. L'electrocatalitzador està format principalment per níquel, un dels elements químics més abundants (aprox 17€/kg).
• Baix cost de fabricació. Fabricació mitjançant mètodes industrials en continu tipus roll-to-roll o per impressió digital tipus ink-jet printing.
• Versatilitat: ampli ventall d'aplicacions en electroquímica, no sols com electrocatalitzador per a l'electròlisi de l'aigua sinó també per a reaccions com l'electrocloració d'aigua a partir de salmorra per a la potabilització d'aigua.
• Reducció de costos de funcionament del 20-35% en els processos electroquímics.

• Patent concedida