Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) participan en un estudio internacional. El mismo ha logrado un compuesto capaz de conseguir generar hidrógeno verde usando diez veces menos iridio. Eso ha permitido, a su vez, reducir pro diez el coste del catalizador y, por tanto, abaratar el coste del hidrógeno verde. Los resultados acaban de publicarse en la revista Advanced Energy Materials.

El hidrógeno verde es el que se obtiene por electrólisis de agua utilizando energías renovables. Hay total confianza en que el hidrógeno facilite la transición a una sociedad descarbonizada. Para conseguirlo se necesitan electrolizadores, como los llamados electrolizadores PEM (Proton Exchange Membrane). Según explica Sergio Rojas, investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) y uno de los autores del estudio, los electrolizadores:

«Funcionan muy bien, son eficientes, pero son muy caros por los materiales que usan”.

Uno de esos materiales es el iridio, que según Rojas:

“No solo es caro, sino que es uno de los materiales más escasos y peor distribuidos».

Los investigadores indican que, actualmente, una onza troy cuesta 4.600 dólares, de acuerdo con Johnson Matthey, empresa líder en el sector.  La onza troy es la unidad de medida usada en metales preciosos que equivale a 32,15 gramos.

Por ello, los investigadores han diseñado un óxido metálico. Es un compuesto (catalizador) con 10 veces menos iridio respecto al que se usa en nivel comercial (0,2 mg por cm² em lugar de 2 mg). Y, además, han logrado el mismo rendimiento que con el iridio.

El nuevo catalizador

José Antonio Alonso, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) y también autor del trabajo, ha comentado:

«Hemos reducido por diez el coste del catalizador».

Además, ha señalado que el estudio:

“Demuestra la importancia de la investigación fundamental como paso previo a la aplicada: este compuesto lo obtuvimos hace diez años, pero hasta ahora no le habíamos encontrado una aplicación».

María Retuerto es científica en el ICP y también autora del estudio. Hemos hablado de ella otras veces. Ha comentado sobre el compuesto:

«Esto abre la puerta a otros materiales similares y escalables».

La escalabilidad de este compuesto concreto es compleja porque necesita un horno con 200 bares de presión de oxígeno, una máquina rara ubicada en el ICMM y que usa Alonso. Pero la investigadora expresa su confianza:

«Estos materiales de iridio parte de un compuesto de partida cuya superficie se modifica en la reacción; lo que estamos viendo ahora es que a lo mejor no necesitamos tener exactamente ese compuesto de partida. Podemos tener algo muy similar y al final la reestructuración de la superficie nos da una actividad catalítica igual».

Rojas indica:

«Cuando hablamos de escalado hablamos de producir varias toneladas, de producir de manera masiva».

Sobre este compuesto dice que es «un precursor de un catalizador» gracias al que se están logrando otros compuestos. Y que ya hay empresas interesadas, como la misma Johnson Matthey.

Prueba y demostración

El proceso por el que funciona este compuesto y sus derivados lo han explicado los mismos equipos en otro artículo. Se publicó en Nature Communications a finales del 2022. Entonces, ya defendían lo que ahora han demostrado: que sí era posible bajar el nivel de Iridio de los catalizadores usados en la electrólisis PEM. Añade Rojas:

«Pese a que la electrólisis alcalina es la técnica más desarrollada, la tecnología PEM es muy rápida y es capaz de producir grandes cantidades de hidrógeno de alta pureza. De momento exige iridio en su ánodo y ese es el gran problema para introducir la tecnología a mayor escala en el mercado».

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