La configuración experimental del equipo de producción de hidrógeno utilizando aguas residuales y energía solar parcialmente tratadas. Crédito: Shu Shu Zheng, Universidad RMIT
La investigación dirigida por la Universidad de RMIT ha desarrollado una invención experimental para convertir la alta carga de contaminantes de las aguas residuales en una ventaja para hacer hidrógeno verde que podría reducir la dependencia del agua dulce, un recurso escaso en muchas partes del mundo.
Con más del 80% de las aguas residuales globales descargadas en el medio ambiente sin tratar, esta investigación brinda la oportunidad de convertir esta responsabilidad ambiental en productividad impulsada.
El enfoque del equipo aprovecha algunos de los contaminantes en las aguas residuales para acelerar la producción de hidrógeno y superar las altas cargas de contaminantes que normalmente hacen que las aguas residuales sean inutilizables.
El último trabajo del equipo, que involucró a la Universidad de Melbourne, sincrotrón australiano, Universidad de Nueva Gales del Sur, se construye en avances anteriores, incluida una innovación que elimina rápidamente microplásticos del agua utilizando imanes y una técnica que impulsa la producción de hidrógeno con agua de mar.
“Aprovechar las aguas residuales como un modificador de catalizador para la producción de hidrógeno sostenible” es publicado En electroquímica ACS.
Cómo funciona la innovación
El investigador principal asociado, el profesor Nasir Mahmood, de la Escuela de Ciencias de RMIT, dijo que el equipo encontró una forma de capturar platino, cromo y níquel a otros metales en el agua y luego poner estos elementos a trabajar para mejorar la producción de hidrógeno verde.
“La ventaja de nuestra innovación sobre los demás para producir hidrógeno verde es que aprovecha los materiales inherentes de las aguas residuales en lugar de requerir agua purificada o pasos adicionales”, dijo Mahmood.
Su invención experimental viene en forma de electrodos, que son componentes clave para dividir agua en hidrógeno y oxígeno. El electrodo está hecho con una superficie de carbono absorbente que atrae a los metales de las aguas residuales para formar catalizadores que son estables y eficientes para realizar electricidad, lo que ayuda a acelerar la división del agua.
Los materiales utilizados para producir la superficie especial de carbono están hechos de residuos agrícolas, otro aspecto rentable de la innovación que contribuye a una economía circular creciente.
“El catalizador acelera una reacción química sin ser consumida en el proceso”, dijo Mahmood.
“Los metales interactúan con otros elementos en las aguas residuales para aumentar las reacciones electroquímicas necesarias para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno”.
Como parte de los experimentos, el equipo utilizó las muestras de aguas residuales en un contenedor con dos electrodos, un ánodo (positivo) y un cátodo (negativo), y alimentó el proceso de división de agua con energía renovable. Cuando la electricidad fluye a través del agua, causa una reacción química.
En el cátodo, las moléculas de agua ganan electrones y forman gas de hidrógeno. En el ánodo, las moléculas de agua pierden electrones y forman oxígeno.
El resultado es una separación de agua en sus componentes básicos, hidrógeno y oxígeno, que luego podrían recolectarse y usarse.
“El oxígeno producido puede reintegrarse en plantas de tratamiento de aguas residuales para mejorar su eficiencia al reducir el contenido orgánico”, dijo Mahmood.
El dispositivo permitió la división continua del agua durante 18 días durante los experimentos en el laboratorio, con una disminución mínima en el rendimiento durante ese tiempo. Como parte de los experimentos, el equipo usó aguas residuales que habían sufrido algún tratamiento, incluida la eliminación de desechos sólidos, materia orgánica y nutrientes.
Oportunidades para las colaboraciones de la industria y el gobierno
RMIT está desarrollando una plataforma de sistemas catalíticos capaces de utilizar recursos hídricos previamente difíciles, como aguas residuales y agua de mar, y esta última invención de prueba de concepto es un ejemplo adicional de los sistemas en desarrollo.
El investigador co-líder, el profesor Nicky Eshtiaghi, dijo que la última innovación de RMIT podría reducir el alto costo del tratamiento de aguas residuales mientras lo convierte en algo valioso: una fuente de hidrógeno verde.
“Nuestra innovación aborda la reducción de la contaminación y la escasez de agua, beneficiando a los sectores de energía y agua”, dijo Eshtiaghi, de la Escuela de Ingeniería de RMIT. “Al usar aguas residuales, el proceso ayuda a reducir la contaminación y utiliza los materiales considerados residuos.
“Estamos interesados en trabajar con empresas a nivel mundial que aborden la energía y el desperdicio como desafíos de costo y sostenibilidad, así como las autoridades de agua.
“Las colaboraciones podrían centrarse en desarrollar sistemas comerciales para usar esta tecnología a gran escala”.
Siguientes pasos
El co-investigador, el Dr. Muhammad Haris, dijo que se necesitaba más investigaciones para refinar el proceso de catalizador, lo que lo hace aún más eficiente y adecuado para uso comercial.
“El método debe probarse con diferentes tipos de aguas residuales para garantizar que funcione universalmente”, dijo Haris, de la Escuela de Ingeniería.
Más información: aprovechar las aguas residuales como un modificador de catalizador para la producción de hidrógeno sostenible, electroquímica ACS (2025). Dos: 10.1021/acelectroquímico.5c00064
Proporcionado por la Universidad de RMIT
Cita: los contaminantes de las aguas residuales aumentan la producción de hidrógeno verde (2025, 16 de julio) Recuperado el 16 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-wrewater-contaminants- boost-green-hydrogen.html
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