Claves para un sistema energético más sostenible

En la actualidad, el mundo se encuentra inmerso en una crisis energética global sin precedentes, la cual cuenta como único precedente con la crisis del petróleo de la década de 1970, cuando la intervención excesiva de los gobiernos ocasionó una grave disrupción en el mercado de la energía. Si el cambio climático ya se había mostrado como una realidad sobre la que actuar, la pandemia causada por la Covid-19, y la invasión de Ucrania por parte de Rusia a principios de 2022, están siendo el colofón a un escenario en el que ya se venía pronosticando la necesidad de contar con alternativas reales y efectivas a los combustibles fósiles.

Existe un amplio consenso sobre la necesidad de alcanzar un sistema energético más sostenible, que permita reducir tanto las emisiones contaminantes y de efecto invernadero, como la dependencia energética exterior. Y son muchos los que han puesto sus ojos en el hidrógeno como combustible que puede ayudar a conseguir las premisas anteriores.

Y es que el hidrógeno se puede obtener del agua, mediante electrolizadores, utilizando para ello energías renovables como es la energía solar y dando lugar así al denominado hidrogeno verde. Por otra parte, el hidrógeno puede ser almacenado hasta su uso y mediante su combustión puede transformarse en energía eléctrica en pilas de combustible. Además, el producto de la combustión del hidrogeno es el agua, por lo que no se emiten sustancias contaminantes como puede ser CO2 o compuestos orgánicos volátiles.

Sin embargo, existen varias limitaciones en el uso general del hidrógeno como combustible. Una de ellas está relacionada con su almacenamiento, que requiere condiciones especiales de presión y temperatura. Otra de las limitaciones es el precio de los materiales que componen los dispositivos donde se produce el hidrogeno (electrolizadores) y donde el hidrogeno verde se transforma en energía eléctrica (pilas de combustible). Estos dispositivos contienen unos componentes denominados membranas de intercambio protónico (PEM) y catalizadores (cuyo precio no es, precisamente, asequible) y limita el uso generalizado de esta tecnología.

En la Universidad de Murcia, el grupo 'Green Chemical Process Engineering' que lidera Francisco José Hernández, se ha propuesto desarrollar nuevas membranas PEM de bajo coste con líquidos iónicos y óxidos metálicos para su aplicación en pilas de combustible microbianas y electrolizadores de hidrogeno y para ello cuenta con la financiación de la Fundación Séneca-Agencia Regional de Ciencia y Tecnología-en el marco de su programa 'Prueba de concepto'.

«El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevas membranas y catalizadores que cumplan la función necesaria en el dispositivo electrolizador y pila de combustible y que sean más económicos», indica. No cabe duda que el interés principal en desarrollar estos nuevos materiales radica en abaratar los costes e incluso la eficiencia de los dispositivos para la producción del hidrogeno verde (electrolizadores) y para la transformación del hidrogeno en energía eléctrica (pilas de combustible). Aunque, según Fernández, «también en hacer llegar la tecnología del hidrogeno verde a otros campos que hasta el momento sería impensable debido a los costes asociados a la misma. Entre los usos del hidrogeno verde podríamos encontrar la electrificación de viviendas alejadas a redes de distribución convencionales, por ejemplo».

Para conseguir su objetivo los investigadores de la UMU han desarrollado unas membranas y catalizadores que emplean unas nuevas moléculas denominadas líquidos iónicos y metales de bajo coste. Los líquidos iónicos son sales que a diferencia de las sales convencionales son líquidos a temperatura ambiente y además a diferencias de los líquidos no se evaporan.

Además, explica el investigador principal del grupo que para el desarrollando de este trabajo se han basado en resultados obtenidos en proyectos de investigación previos, «en los que hemos colaborado con grupos investigación de Universidades Inglesas y Holandesas. Recientemente la Universidad de Murcia se ha unido a AHMUR (Asociación Sectorial del Hidrógeno verde en la Región de Murcia) que es una asociación de nueva creación en la Región de Murcia cuyas iniciativas son muy interesantes», dice.

Asegura que los resultados que se deriven del mismo pueden abrir nuevos caminos de investigación y nuevas fuentes de financiación. Por el momento, han conseguido demostrar que los nuevos materiales preparados, membranas y catalizadores son capaces de realizar su función para la producción de hidrogeno y transformación de este en energía eléctrica con una eficiencia similar a los materiales convencionales utilizados hasta el momento, pero con un coste hasta 10 veces menor.

Actualmente ya han presentado la patente de la solución propuesta. «Estamos trabajando en una 'prueba de concepto' que trata de pasar de la escala laboratorio a una escala lo más similar a lo comercial. Esperamos valorizar los resultados de esta investigación mediante la creación de una 'spin-off'», como explica Francisco José Hernández.

Recuerda el investigador que la tecnología del hidrógeno es una solución energética que se espera que sea una opción energética real y posible para todo el mundo en el futuro cercano, «pero no se nos debe olvidar que es una tecnología también del presente». Advierte que ya existen modelos comerciales de coche que funcionan con hidrogeno como el Toyota Mirai. Estos coches son más eficientes y no contaminan ya que no emiten ni CO2 ni otros gases contaminantes. «El objetivo ahora es que está tecnología esté al alcance de todos los bolsillos y se extienda a otras aplicaciones y en esto es en lo que estamos trabajando. El uso generalizado de esta tecnología es lo que realmente revertirán en mejoras medioambientales y económicas».