Científicos desarrollan un catalizador más barato para producir hidrógeno limpio

La búsqueda de energías limpias y sostenibles ha llevado a los científicos a innovar en la producción de hidrógeno, un combustible clave en la transición energética. Investigadores de la Universidad de Washington en St. Louis desarrollaron un nuevo catalizador que permite la producción de hidrógeno limpio sin depender de metales preciosos como el platino, lo que podría revolucionar la industria del hidrógeno renovable.

El equipo, liderado por el profesor Gang Wu, se enfocó en crear un catalizador para un electrólito de membrana de intercambio aniónico (AEMWE), que utiliza electricidad proveniente de fuentes renovables para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Esta técnica no solo produce hidrógeno limpio, sino que también busca reducir costos y mejorar la eficiencia del proceso.

Nuevo catalizador libre de platino

El grupo de Wu trabajó en reemplazar los costosos materiales basados en platino que son comúnmente utilizados en sistemas de producción de hidrógeno. Utilizando electricidad renovable generada por fuentes como la solar, eólica o hidráulica, lograron optimizar la separación del hidrógeno de las moléculas de agua.

Wu explicó: "Pasar de agua a hidrógeno es una forma muy deseable de almacenar energía para diferentes aplicaciones. El hidrógeno puede ser utilizado como portador de energía y es útil para diversas industrias químicas y de manufactura".

Para construir el catalizador, los investigadores combinaron fosfuro de renio (Re₂P) y fosfuro de molibdeno (MoP), creando un compuesto altamente efectivo que mejoró el proceso de extracción de hidrógeno. El componente de renio facilitó la unión y liberación del hidrógeno en la superficie del catalizador, mientras que el molibdeno aceleró la división del agua en el electrolito alcalino.

Rendimiento durable para energía limpia

El nuevo catalizador fue emparejado con un ánodo de hierro-níquel y mostró un rendimiento superior al de los sistemas más avanzados, incluidos aquellos que utilizan materiales de metales preciosos. Según Wu, el catalizador operó durante más de 1,000 horas a densidades de corriente de 1 y 2 amperios por centímetro cuadrado, convirtiéndolo en uno de los cátodos libres de platino más duraderos desarrollados hasta la fecha para electrólitos de membrana de intercambio aniónico.

Wu comentó: "Nuestros hallazgos nos permitieron racionalizar el papel crítico de la ingeniería de la red de enlaces de hidrógeno en la interfaz catalizador/electrolito para diseñar AEMWEs de alta eficiencia y bajo costo. Nuestro catalizador mostró la menor resistencia en el rango de potencial estudiado, lo que sugiere la cinética de adsorción de hidrógeno más rápida entre los catalizadores analizados".

Potencial para producción de hidrógeno a gran escala

A pesar de que los experimentos se llevaron a cabo a escala de laboratorio, los investigadores planean seguir estudiando la posibilidad de expandir esta tecnología para su uso industrial. Este avance representa un paso significativo hacia la producción de hidrógeno renovable más accesible y eficiente.

El trabajo fue financiado por el fondo de inicio de Wu en la Universidad de Washington en St. Louis.