Investigadores descubren la solución para que el hidrógeno triunfe

En los últimos tiempos, el hidrógeno se ha erigido en la gran promesa de la revolución energética y en elemento clave para alcanzar la descarbonización del planeta, sobre todo, el hidrógeno verde. Pero plantea algunos problemas, como su transporte. Sin embargo, unos investigadores han descubierto la solución para que pueda triunfar.

Según publica El Confidencial, un grupo de científicos de la Universidad de Rice, en Houston, Texas, ha creado un nuevo método de extracción del hidrógeno mediante nanotecnología para combinar hierro, cobre y luz LED. 

Esta técnica permite separar el hidrógeno del amoniaco líquido a demanda, un proceso que, hasta ahora, resultaba muy caro y requería mucha energía. Este nuevo método, además de ser más barato, simplifica enormemente los problemas que genera el transporte del hidrógeno. 

El estudio ha contado con la colaboración de la Universidad de Princeton y ha sido publicado en la revista Science.

Los problemas del hidrógeno

El hidrógeno ofrece numerosas ventajas: se puede utilizar como combustible, tiene una alta densidad energética y, dependiendo del método de producción, puede ser limpio, sin emitir CO2, como es el caso del hidrógeno verde (aquí te explicamos las tres formas de producir el hidrógeno).

Sin embargo, este elemento sigue planteando algunos problemas. El principal es su precio, ya que sigue siendo caro de producir, transportar y almacenar. En los últimos años, uno de los métodos más usados para el transporte y almacenamiento ha sido el amoniaco que, a diferencia del hidrógeno, es más fácil de transportar y almacenar. 

Pero separar el hidrógeno del amoniaco requiere temperaturas que pueden superar los 400 grados, por lo que resulta un proceso largo y complicado, con un elevado gasto de energía. 

Investigadores descubren la solución para que el hidrógeno triunfe

En la industria se utilizan muchos materiales para separar componentes del amoniaco, como el rutenio, un metal del grupo del platino con un alto precio, capaz de acelerar la reacción química sin sufrir modificaciones. 

El equipo de científicos estadounidense pensó que la nanotecnología les permitiría emplear elementos más baratos como catalizador, por ejemplo, el cobre y el hierro. De modo que empezaron a trabajar en la manera de transformar el proceso de división habitual para convertir al amoníaco en un portador de hidrógeno más sostenible y barato. 

Y lo consiguieron, apuntando luz LED a unas nanoestructuras de metal que tienen una sola longitud de onda de luz. Según los investigadores, esto les permite manipular las ondas de luz para excitar los electrones de las nanopartículas como forma de dividir el amoníaco en hidrógeno y nitrógeno sin necesidad de emplear mucho calor.

Un proceso llamado plasmónica

Esa combinación de las nanoestructuras metálicas y luz LED se conoce como plasmónica y, según el equipo, requiere ciertos tipos de metales, como el cobre, la plata o el oro, así que se decidieron por añadir hierro al cobre para crear las nanoestructuras. 

Las diminutas estructuras de cobre se comportan como antenas para manipular la luz LED y excitar los electrones a energías más altas, mientras que los átomos de hierro incrustados en el cobre actúan como catalizadores para acelerar la reacción. 

Una vez perfeccionado el proceso, el equipo asegura que es capaz de extraer de forma consistente el hidrógeno del amoníaco utilizando sólo la luz de los LED de bajo consumo a temperatura ambiente sin ningún tipo de calentador adicional. 

Los investigadores estadounidenses aseguran que este método es escalable y ahora trabajan para encontrar nuevos catalizadores que aumenten la eficacia del proceso y reduzcan su coste aún más

Naomi Halas, profesora de la Universidad de Rice, sostiene que “se habla mucho de que el hidrógeno es el combustible limpio por excelencia”, pero reconocer que “todavía tiene que ser más barato y fácil de almacenar y transportar”.

Sobre el resultado del trabajo, “demuestra que estamos avanzando rápidamente hacia ese objetivo, con una nueva forma de extraer hidrógeno a la carta a partir de un medio de almacenamiento que utiliza materiales abundantes en la tierra y el avance tecnológico de la iluminación de estado sólido”, declaró.