La producción de hidrógeno verde, una fuente de energía limpia esencial para el futuro, es el centro de un avance significativo realizado por un equipo de investigadores españoles. Estos científicos han desarrollado nuevos materiales capaces de generar hidrógeno a partir del agua mediante radiación de microondas, abriendo el camino a un método más eficiente y sostenible.
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Este proyecto es el resultado de la colaboración entre el Instituto de Tecnología Química (ITQ), el Instituto de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (ITACA) de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Juntos, han desarrollado materiales innovadores que utilizan la radiación de microondas para mejorar considerablemente la extracción de hidrógeno del agua, utilizando energía eléctrica renovable y eliminando las emisiones de CO
2 asociadas con la producción de hidrógeno.
Los investigadores se han centrado en mejorar los ciclos de reducción-oxidación (redox), en los cuales el material absorbe y libera oxígeno del agua de manera estable. Estos ciclos aprovechan las propiedades de los materiales que reaccionan ante la radiación de microondas para hacer el proceso más eficiente. El principio básico se basa en el traslado de electrones entre los átomos de diferentes elementos bajo el efecto de un campo electromagnético inducido, permitiendo así la electrificación del proceso.
El uso de microondas ofrece ventajas únicas en este contexto, especialmente al proporcionar energía eléctrica sin contacto físico y reducir drásticamente la temperatura de funcionamiento, pasando de 1300°C a 400°C. Esta reducción de temperatura simplifica el proceso de extracción de hidrógeno mientras maximiza la eficiencia energética.
Una de las principales innovaciones de esta investigación reside en el estudio exhaustivo de las propiedades de los materiales que influyen en el rendimiento del proceso. El equipo ha sentado las bases para el diseño de materiales capaces de adaptar la producción de oxígeno e hidrógeno según la aplicación deseada. Además, ha demostrado que es posible extraer oxígeno a través de un proceso por pulsos rápido y controlado.
José Manuel Catalá, director del Instituto ITACA, destaca la importancia del diseño de las cavidades donde se aplican las microondas, así como el control de este proceso de radiación para aprovechar plenamente los beneficios de esta tecnología. Señala que esta última ya ha demostrado su eficiencia energética y su capacidad para adaptarse rápidamente a diversas aplicaciones industriales.
Finalmente, José Manuel Serra, director del ITQ, explica que este estudio ha permitido analizar en detalle la influencia de los dopantes introducidos en el óxido de cerio, el material base. Estos dopantes son esenciales para ajustar la interacción con la radiación de microondas y mejorar las propiedades del material final. Esto facilitará el diseño futuro de materiales aún más eficientes para la producción de hidrógeno.
Autor del artículo: Cédric DEPOND
Fuente: Advanced Energy Materials