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Un nuevo catalizador revela el poder del agua para la generación de hidrógeno verde

junio 20, 2024
Foto: Agencia EFE

Barcelona (España),- Un equipo europeo de científicos diseñó un nuevo prototipo de catalizador con materiales distintos a los convencionales que permite, a través de la descomposición de los elementos del agua, producir hidrógeno verde de forma sostenible.

La investigación, publicada en ‘Science’, fue liderada por el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO), en Castelldefels (Barcelona), y supone un paso más en la generación de hidrógeno sin huella de carbono.

El hidrógeno es un vector químico y energético prometedor para descarbonizar ya que, a diferencia de los carburantes convencionales, la utilización del hidrógeno como combustible no genera dióxido de carbono.

Sin embargo, hoy en día la mayor parte del hidrógeno que se produce proviene del metano, un combustible fósil, así que producirlo sí que genera emisiones de dióxido de carbono.

En este contexto, la producción de hidrógeno requiere alternativas a este proceso que sean escalables y una de ellas es la electrólisis del agua, capaz de generar hidrógeno verde sin emisiones.

La electrólisis consiste en la descomposición del agua (H2O) en los gases oxígeno (O2) e hidrógeno (H2) por medio de una corriente eléctrica continua.

Este proceso necesita catalizadores para acelerar las reacciones de división y recombinación del agua en hidrógeno y oxígeno, respectivamente, ya que de otro modo estas serían ineficientes.

Desde su descubrimiento a finales del siglo XVIII, la electrólisis del agua ha madurado hasta convertirse en diferentes tecnologías y una de las más prometedoras es la membrana de intercambio de protones (PEM, por las siglas en inglés), que puede producir hidrógeno verde combinando altas tasas y una alta eficiencia energética.

Hasta la fecha, la electrólisis del agua, y en particular la PEM ha requerido catalizadores basados en elementos escasos y raros, como el platino y el iridio, entre otros.

En la búsqueda de posibles soluciones, este equipo de científicos ha dado recientemente un paso importante para encontrar alternativas a los catalizadores de iridio.

Los investigadores logrando desarrollar una forma novedosa de conferir actividad y estabilidad a un catalizador sin iridio aprovechando propiedades del agua hasta ahora inexploradas.

El nuevo catalizador logra, por primera vez, estabilidad en la electrólisis del agua a través de PEM en condiciones industriales sin usar iridio.

También han superado el reto de la acidez, característico en estos procesos, con una estrategia que pasa por el uso del cobalto, muy abundante y barato.

Aunque el tiempo de estabilidad aún está lejos de los PEM industriales actuales, el nuevo catalizador representa un gran paso para volverlos independientes del iridio o elementos similares, y para aprovechar al máximo las propiedades del agua.

Convencidos del potencial, el equipo de investigadores ya solicitó una patente, con el objetivo de ampliarla a niveles de producción industrial.