Producen hidrógeno verde de forma más sostenible mediante inducción magnética

Un equipo del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat Politècnica de València (UPV), ha desarrollado una innovadora tecnología para la producción de hidrógeno verde que mejora notablemente la sostenibilidad del proceso. Esta nueva aproximación se basa en la electrólisis del agua, un procedimiento que descompone el agua en hidrógeno y oxígeno mediante la aplicación de corriente eléctrica.

Según ha informado la UPV en un comunicado, la clave del avance reside en el diseño de nuevos electrocatalizadores –materiales que aceleran reacciones electroquímicas sin consumirse– elaborados con metales abundantes como el cobalto, lo que reduce la dependencia de elementos escasos y costosos como el iridio o el rutenio. Estos catalizadores, desarrollados a partir de nanopartículas de cobalto encapsuladas en carbono, son empleados específicamente en la Reacción de Evolución de Oxígeno (OER, por sus siglas en inglés), una fase crítica de la electrólisis.

Una de las principales novedades del estudio es la incorporación de un campo magnético alterno durante la reacción OER. Esta técnica, hasta ahora poco explorada en el ámbito de los procesos electroquímicos, ha demostrado ser altamente eficaz. Así lo ha subrayado Pascual Oña, científico titular del CSIC en el ITQ y coautor del trabajo, quien ha explicado que «esto supone una novedad, ya que muy pocos estudios combinan una tecnología como la inducción magnética con procesos electroquímicos».

Los resultados, publicados en la revista científica Small, muestran que la aplicación del campo magnético alterno mejora hasta en un 40 % la actividad catalítica de las nanopartículas, traduciéndose en una mayor eficiencia energética del proceso, especialmente en su etapa más limitante. Esta optimización representa un significativo ahorro energético en la producción de hidrógeno verde, un vector energético clave en la transición hacia fuentes renovables.

El equipo del ITQ ha logrado también incrementar el rendimiento general de la reacción OER en un 14 %, gracias a un calentamiento localizado en la superficie del electrodo que, además, requiere menos energía. Este hallazgo ataca directamente uno de los principales retos de esta tecnología: la lentitud de la reacción de evolución de oxígeno, que hasta ahora constituía el principal cuello de botella en la electrólisis del agua.

Otra contribución destacada de esta investigación es la verificación de la elevada estabilidad estructural y funcional de los nuevos electrocatalizadores. A diferencia de otros sistemas, estos materiales mantienen sus propiedades magnéticas prácticamente intactas tras someterse a largos periodos bajo campo magnético alterno, lo que los convierte en candidatos robustos y duraderos para aplicaciones industriales.

Además, los investigadores han desarrollado un método de síntesis versátil que permite ajustar con precisión la carga metálica de los catalizadores encapsulados en carbono. Esta técnica no solo abre la puerta a optimizar su uso en la electrólisis del agua, sino también a explorar su aplicación en otros ámbitos, como la valorización de biomasa, la hidrogenación de dióxido de carbono o la transformación de alquinos y compuestos insaturados.

El estudio ha sido fruto de una colaboración internacional entre diversos centros de excelencia. Junto al grupo de Materiales Porosos del ITQ, han participado expertos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), el Grupo de Cinética Electródica e Instrumentación de la Universidad de Sevilla, así como investigadores del University College London y del Research Complex at Harwell, ambos en el Reino Unido.

Este avance, subraya la UPV, representa un paso firme hacia la industrialización de tecnologías limpias y sostenibles para la generación de hidrógeno, un recurso considerado clave en el futuro energético global.