Innovadores descubrimientos optimizan producción de hidrógeno a partir del agua.

Investigadores del Instituto de Tecnología Química (ITQ-CSIC-UPV) y del Instituto de Tecnologías de Información y Comunicaciones (ITACA) de la Universitat Politècnica de València han logrado avances significativos en el proceso de obtención de hidrógeno a partir del agua utilizando radiación microondas. Este nuevo método permite obtener hidrógeno a partir de energía eléctrica renovable, lo que se traduce en la reducción de emisiones de CO2 asociadas a la producción convencional de hidrógeno.

El estudio, recientemente publicado en la revista Advanced Energy Materials, se enfoca en mejorar la producción de hidrógeno verde a través de ciclos redox, en los cuales el material utilizado puede tomar y liberar oxígeno del agua de manera estable. Este innovador proceso desarrollado por el equipo de investigadores del CSIC y la UPV permite obtener hidrógeno verde a partir de energía eléctrica renovable gracias al diseño y uso de materiales con propiedades redox que responden a la radiación microondas. La base del ciclo químico redox radica en la transferencia de electrones entre átomos de distintos elementos en presencia de un campo electromagnético inducido, lo que electrifica el proceso.

Las microondas proporcionan ventajas únicas en la electrificación de un proceso redox, como la entrega de energía eléctrica sin la necesidad de contactos físicos y la significativa reducción de la temperatura del ciclo, de 1.300 °C a 400 °C, lo que simplifica el proceso de obtención de hidrógeno y maximiza la eficiencia energética.

Un aspecto destacado de esta investigación es el exhaustivo estudio de las propiedades del material que influyen en el rendimiento del proceso. Esto ha sentado las bases para el diseño de materiales que optimizan la producción de oxígeno e hidrógeno, ajustando el estado energizado del material según la aplicación deseada. Además, se ha demostrado la factibilidad de extraer oxígeno a través de un proceso controlado y de gran rapidez.

El director de ITACA, Jose Manuel Catalá, destaca la importancia del diseño de las cavidades donde se aplican las microondas y el control del proceso de radiación en estos materiales para aprovechar al máximo las ventajas de la tecnología de microondas. Este enfoque ha sido fundamental para lograr avances significativos en la obtención de hidrógeno verde.

Por su parte, José Manuel Serra, director del ITQ, señala que durante la investigación se ha estudiado en detalle la influencia de diferentes dopantes introducidos en el material matriz (óxido de cerio) en la producción de hidrógeno. Este análisis permitirá el diseño futuro de materiales para mejorar la eficiencia en la obtención de hidrógeno a partir del agua.

El proyecto de investigación ha recibido financiamiento del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades a través de fondos europeos NextGenerationEU y contratos Ramón y Cajal, así como de la Generalitat Valenciana.

Estos avances en la obtención de hidrógeno a partir del agua utilizando radiación microondas representan un paso significativo hacia la transición hacia fuentes de energía más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. La investigación científica, impulsada por la colaboración entre instituciones académicas y el apoyo de entidades gubernamentales, demuestra el potencial de la ciencia para abordar los desafíos actuales en materia de energía y medio ambiente.