La técnica que busca convertir sol y agua en hidrógeno

El hidrógeno es una alternativa que podría lograr que los coches no contaminasen como los movidos por combustibles fósiles. Su problema es que es bastante caro de producir (y muy ineficiente desde el punto de vista energético). Sin embargo se están estudiando nuevas fórmulas para fabricar hidrógeno, el desarrollado por la empresa química BASF que reduce las emisiones de CO2 a la mitad que los convertiría en más limpios que los eléctricos.

Las investigaciones no se paran ahí, ya que un equipo de la Universidad de Colorado, Estados Unidos trata de convertir agua y sol en hidrógeno, lo que abriría las puertas al uso de este elemento como fuente de energía limpia. ¿Qué es lo que han hecho?

Han creado un sistema de energía solar térmica que hace uso de la luz del sol y la concentra en un gran conjunto de espejos que dirigen esa luz a un mismo punto en una torre de una altura que puede superar los 100 metros. Esa concentración de luz generaría temperaturas de 1.350º Celsius, y se utilizaría en un reactor con óxidos metálicos.

Según Alan Weimer, profesor del departamento de ingeniería química y biológica y líder de la investigación, esos óxidos metálicos emiten átomos de oxígeno, cambiando su composición y haciendo que se busquen nuevos átomos de oxígeno. Ahí es donde entra en juego el agua, de la que se adherirían al óxido de metal, liberando las moléculas de hidrógeno en forma de gas. Ese hidrógeno liberado puede recogerse para servir de combustible.

Con el nuevo método de la Universidad de Colorado, la cantidad de hidrógeno producido para celdas de combustible o para el almacenamiento es enteramente dependiente de la cantidad de óxido de metal, que se compone de una combinación de hierro, cobalto, aluminio y oxígeno.

Uno de los diseños propuestos por el equipo para llevar a cabo este proceso es desarrollar un reactor con tubos de aproximadamente 30 cm de diámetro y varios metros de largo, rellenarlos con el material de óxido de metal y apilarlos uno encima del otro. Un sistema de trabajo para producir una cantidad significativa de gas hidrógeno requeriría de un número de torres altas para recoger la luz solar concentrada de varias hectáreas de espejos alrededor de cada torre.

Según Weimer, «hemos diseñado algo que es muy diferente a otros métodos y, francamente, creo que nadie pensó antes que fuera posible». A su vez, agregó que «dividir el agua con la luz del sol es el Santo Grial de la economía del hidrógeno sostenible».

España no se queda atrás

Hace unas semanas, un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) desarrollaron un nuevo catalizador capaz de producir hidrógeno de una manera limpia, renovable y rentable a partir de agua, valiéndose únicamente de energía solar. Como algunos ya sabéis, los catalizadores reducen considerablemente las emisiones contaminantes, pero usan materiales caros.

¿Qué es lo que han hecho? Han fusionado las propiedades ópticas de los cristales fotónicos tridimensionales (ópalos inversos de óxido de titanio, TiO2) y nanopartículas de oro de 2-3 nanómetros, paradesarrollar un catalizador en polvo muy activo. Para UPC, este nuevo catalizador produce más hidrógeno que los desarrollados hasta ahora porque en el proceso se aprovechan las propiedades de los cristales fotónicos y las propiedades de las nanopartículas de un metal.

Actualmente, una planta de producción convencional de hidrógeno, a partir de gas natural, produce unas 300 toneladas de hidrógeno al día. Sin embargo, con el nuevo catalizador desarrollado en la UPC, los investigadores han logrado obtener 0,025 litros de hidrógeno en sólo una hora con un gramo de catalizador.