Japón ha logrado multiplicar por 1.000 el hidrógeno. Este material fue nombrado hace siglos y por fin lo han encontrado. El motor fusión de hidrógeno y oxígeno ya demostró que el H está cada vez más instalado en el sector energético. Muchos expertos lo ven como el combustible del futuro y la alternativa definitiva para ir dejando de lado los combustibles fósiles. En un artículo de Science, un grupo de especialistas analizó la capacidad de la Tierra para contener reservas naturales de hidrógeno.
Podría existir suficiente H natural para cumplir con la demanda mundial durante miles de años, según un modelo del Servicio Geológico de EEUU (USGS) presentado en octubre de 2022 en una reunión de la Sociedad Geológica de América. La proyección del H como combustible limpio y libre de carbono es tentadora para aquellas compañías que quieren alinearse con los objetivos ambientales internacionales.
“El interés está creciendo rápidamente, pero todavía faltan datos científicos”, expuso Frédéric-Victor Donzé, geofísico de la Universidad de Grenoble Alpes. Eric Hand, autor del artículo de Science, “las perspectivas son emocionantes. Pero el entusiasmo es todo hipotético en este momento. Nadie en ninguna parte del mundo producirá hidrógeno comercialmente por ahora”. En este contexto, Japón ha logrado multiplicado por 1.000 el H.
Japón multiplica el hidrógeno y comienza una nueva era para este recurso
Japón ha encontrado un metal barato que puede generar un 1.000% más de H. El nuevo catalizador de óxido de manganeso es 40 veces más duradero que modelos anteriores. Los catalizadores de platino o iridio son demasiado costosos, esta es la primera opción viable. La gran promesa del sector energético es apostar por H verde, que se genera a partir de energías renovables por medio del proceso llamado electrólisis de agua.
Países como España están fijando su futuro a este vector de energía sobre el que todavía hay que investigar más para lograr que su producción a escala sea sostenible. Bajo estas circunstancias, Japón lleva ventaja.
En los últimos años, los electrolizador PEM, que emplean una membrana de intercambio de protones como electrolito, han ganado terreno en la producción de H por su eficiencia y su capacidad para responder rápido a las fuentes de energía intermitentes. Sin embargo, el problema es que se trata de modelos costosos.
Demandan catalizadores eficientes y resistentes a la corrosión en ácido. Por eso, encontramos en ellos platino o iridio, elementos escasos y costosos. Los catalizadores de iridio mantienen durante un periodo más prolongado la reacción de evolución del oxígeno y permiten la generación de grandes volúmenes. Pero ¿existe otro material más asequible que pueda hacer el mismo trabajo?
Los investigadores del Instituto RIKEN en Japón partiendo del manganeso (metal común) y realizaron cambios en la estructura tridimensional para alcanzar el primer electrolizador PEM eficiente y duradero sin metales raros.
Crearon un catalizador de óxido de manganeso (MnO2) modificando la estructura reticular del material para formar uniones más fuertes con los átomos de oxígeno. El MnO2 mejorado es más estable que otros catalizadores de metales no-notables y mantiene la reacción con el agua por un periodo más largo.
Japón encuentra un material profetizado hace siglos
Según un estudio publicado en Nature Catalysis, el MnO2 multiplica por 40 la vida útil de otros catalizadores asequibles. El material se torna más resistentes a la disolución en ácido y más estable durante la reacción. Se hicieron pruebas de laboratorio con este catalizador y trabajó más de mil horas a 200 mA/cm2, generando una cantidad de H 10 veces a la que aportan otros materiales.
Todavía queda mucho estudio y desarrollo para que este nuevo material llegue a los electrolizadores industriales. Sin embargo, los investigadores consideran que este avance es crucial. Las futuras modificaciones que podrían realizarse a la estructura de manganeso podrían subir todavía más la densidad de corriente que admite el material y la vida útil del catalizador, con la meta a largo plazo de permitir que la electrólisis de agua no requiera iridio.
Así es como Japón ha logrado multiplicar por 1.000 el hidrógeno. El avance del H es tal que Japón está convirtiendo motores de gasolina en pilas de hidrógeno.