Expertos de la Universidad de Córdoba buscan mejorar la producción de hidrógeno verde a través de la energía solar

El hidrógeno verde es uno de los combustibles del futuro, ya que cuando se quema solamente produce vapor de agua, un elemento inocuo frente al dióxido de carbono que generan los actuales motores con combustibles fósiles. Sin embargo, el hidrógeno recurre en su producción a los mismos combustibles a los que intenta relevar. Por eso, el grupo de investigación Química Orgánica y Catálisis de la Universidad de Córdoba está trabajando para que el hidrógeno sea verde tanto en su uso, como en su producción a través de una “receta” en la que combinan diferentes “ingredientes” y métodos.

La base de esa receta para generar un hidrógeno realmente verde ha sido la fotocatálisis, un proceso que transforma la luz del sol en energía química a partir de un compuesto común en estos procesos, el dióxido de titanio. Este elemento, denominado fotocatalizador, tiene una gran estabilidad y es de bajo coste, pero no es capaz de absorber una gran cantidad de luz solar. De hecho, más del 90% de la luz que recibe la pierde casi de forma instantánea, antes siquiera de convertirla en hidrógeno. Por ello, el equipo de investigación ha añadido a la “receta” otros elementos y tratamientos que aumentan y mejoran la generación del hidrógeno.

En unos ensayos realizados en laboratorio simulando la luz solar, el equipo ha añadido al dióxido de titanio diferentes metales y ha comprobado que el oro o el platino (del grupo de metales nobles) son los más eficientes para convertir la luz solar capturada en energía química y producir hidrógeno. La alternativa al alto precio del oro o el platino sería el cobre, un metal no noble, más económico y cuyos resultados se acercan al de los metales nobles. Por tanto, “el cobre sería un catalizador muy prometedor de cara a un escalado industrial de la producción de hidrógeno”, sostiene el investigador de la Universidad de Córdoba, Juan Martín Gómez.

Pero en la investigación ha sido igual de importante qué tipo de metal acompaña al proceso fotocatalítico como la forma en que se incorpora el metal al catalizador. De esta forma, para que los metales se depositaran bien sobre el dióxido de titanio, el estudio ha demostrado que era más eficaz un método denominado “deposición-precipitación” con el cual se produce una dispersión del metal en pequeñas partículas favoreciendo una mayor productividad de hidrógeno. También fue fundamental someter los metales a un pretratamiento térmico para eliminar unos compuestos que estaban “envenenando” la interacción metal-titanio.

Así, la investigación ha concluido que para maximizar la producción de hidrógeno a través de energía solar no basta con depositar un metal sobre el dióxido de titanio, es imprescindible lograr una alta dispersión del metal y garantizar que esté limpio eliminando otros contaminantes.

El estudio, financiado por el proyecto “Valorización (foto)(electro)catalizada del glicerol en energía y productos de valor añadido” y publicado en la revista International Journal of Hydrogen Energy, ha dado pasos hacia un mejor diseño del fotocatalizador para que la producción de hidrógeno verde sea realmente verde, rentable, escalable y más efectiva.