La fórmula española para un hidrógeno verde más barato

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José A. Cano

@caniferus

El hidrógeno verde se vende como una de las energías del futuro. En el caso de España, dado el liderazgo potencial del país en producción renovable y la necesidad de estas para que el apellido «verde» sea real, se presenta como una oportunidad especialmente interesante para la transición energética y la industria. Pero su producción realmente sostenible tiene una limitación: los materiales necesarios, algunos de ellos escasos y muy raros. Ahora una investigación del CSIC abre la puerta a reducir al menos uno de ellos, de los más caros: el iridio.

Los profesores Sergio Rojas y Maria Retuerto, del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP), y José Antonio Alonso, del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), ambos centros del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), han desarrollado una investigación que une los trabajos de ambos campos y que ha logrado reducir la cantidad de iridio necesario como catalizador en la generación de hidrógeno.

En concreto, según explican los investigadores, el papel del iridio, un metal noble (que es conductor sin sufrir corrosión en condiciones ambientales normales), es servir como catalizador de la electrolisis del agua. Se utiliza en los electrolizadores de membrana protónica, PEM (Proton Exchange Membrane, en inglés), los más avanzados para la producción de hidrógeno verde a partir de energía renovable (en particular la solar, la más eficiente en este sentido), pero «aún han de optimizarse para ser más competitivos».

«Uno de los principales problemas es el uso del iridio, que como hemos comentado es un metal muy escaso y por lo tanto muy caro», señalan.  Actualmente, una onza troy (unidad de medida usada en metales preciosos que equivale a 32,15 gramos) cuesta 4.600 dólares. «Además de su elevado precio, que repercute en el precio del hidrógeno verde obtenido mediante electrolisis», explican los expertos, «se calcula que la producción actual de iridio no sería suficiente para satisfacer las necesidades de construcción de electrolizadores en los escenarios de producción de hidrógeno renovable. Por lo tanto, es necesario disminuir su cantidad usada en los electrolizadores».

«La producción actual de iridio no sería suficiente para satisfacer las necesidades de construcción de electrolizadores»

El hidrógeno verde a veces se presenta como la panacea: un proceso limpio que se realiza a partir agua, cuyo resultado está libre de emisiones y que puede servir para almacenar o transportar energía producida con renovables, tiene aplicaciones en la industria química o la del acero, en el sector de transporte, etc. El problema, como recuerdan los investigadores del CSIC, es que la mayoría del hidrógeno que se obtiene actualmente sigue procediendo de combustibles fósiles. Y es que, hasta ahora, es la forma más eficiente y económica de generarlo. Esto supone unos 900 millones de toneladas de CO₂ en emisiones en todo el mundo, según datos de la Agencia Internacional de la Energía.

Dos equipos del ICP en colaboración con un tercero del ICMM han diseñado catalizadores para este proceso compuesto por óxidos mixtos que contienen iridio pero lo mezclan con otros metales, reduciendo hasta 10 veces las cantidades necesarias. «La clave de nuestra investigación es diseñar óxidos en los que los metales que incorporemos en el material que no sean el iridio no solo no disminuyan la actividad catalítica del iridio, sino que generen sinergias con él y le hagan ser más activo», apuntan.

Así, han logrado reducir de 2 miligramos por centímetro cuadrado a 0,2 sin perder actividad ni durabilidad. «Esto abre la puerta al diseño de otros materiales similares y escalables que puedan sustituir al óxido de iridio comercial y reduzcan su contenido a niveles aceptables para ser escalar su producción», comentan.

El siguiente paso es probar «nuevas formulas de catalizadores para la electrolisis del agua en los cuales eliminamos completamente el iridio», apuntan. «Esta línea de investigación plantea grandes retos, ya que es muy difícil encontrar materiales que sean tan activos y además igualmente duraderos», explican. Actualmente, están probando con el rutenio, otro metal noble pero mucho más barato, con el que se han conseguido resultados prometedores. El reto final serán catalizadores sin metales nobles, un objetivo que suena utópico pero no es imposible y convertiría al hidrógeno verde en una energía no solo sostenible, sino también de las más baratas del mercado.