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Encuentran catalizadores cerámicos con un rendimiento muy alto a la hora de realizar la electrolisis del agua.

El asunto de la economía del hidrógeno es algo que viene y va de vez en cuando, pero no termina de aclararse. Como no hay yacimientos del hidrógeno, este gas no puede constituir una fuente de energía, pues hay que producirlo a partir de electricidad generada con otras fuentes energía.

El hidrógeno se quema generando vapor se agua y puede producir electricidad en una pila de combustible emitiendo el mismo tipo de vapor, así que la no emisión de dióxido de carbono es algo atractivo desde el punto de visto del cambio climático.

Pero el hidrógeno hay que producirlo a partir de electricidad y agua en un proceso de electrolisis. Si esta electricidad es de origen renovable entonces será positivo desde el punto de vista medioambiental. No lo será si se usa energía procedente de combustibles fósiles.

Obviamente, la producción de electricidad en una pila de combustible nunca llega a un rendimiento del 100%. Tampoco la producción de hidrógeno por electrolisis tiene un rendimiento del 100%. Las pérdidas asociadas a ambos procesos constituyen la desventaja de usar hidrógeno como vector energético respecto a las baterías.

Pero almacenar hidrógeno es más barato que usar baterías, por lo que podría servir para evitar la discontinuidad en la producción de electricidad a partir de energía solar o eólica. Quizás se puedan mejorar los rendimientos y que se pueda usar hidrógeno en un sistema almacenamiento de energía.

Para La electrolisis y pilas de combustible se usan un catalizadores que son los que determina el rendimiento final en la producción de hidrógeno y generación de electricidad.

Desde hace un tiempo, los científicos vienen estudiando pilas de combustible por conducción de protones que usan un solo conjunto de catalizadores y que permiten tanto la electrolisis como la generación de electricidad. Estas pilas usan una membrana que permute el paso de protones. El catalizador puede ser un catalizador cerámico o uno de níquel.

El de níquel tiene un buen rendimiento, pero, hasta hace muy poco, el de cerámica no era eficiente, con un rendimiento del 70% a la hora de producir hidrógeno, el resto de la energía se perdía en forma de calor.

Ahora dos grupos de investigadores han conseguido nuevas plusmarcas en rendimiento de catalizadores cerámicos. El pasado enero un grupo de Northwestern University informó que usando una cerámica hecha a partir de 6 elementos llegaban a un rendimiento del 76% a la hora de dividir el agua. Más recientemente, un grupo de Colorado School of Mines ha conseguido una cerámica de cinco elementos que tiene un rendimiento del 98% a la hora de dividir el agua.

El más reciente casi no tiene pérdidas por calor y es impresionante un rendimiento tan alto. Pero se trata de un pequeño prototipo que habría que escalar desde el tamaño de un botón a un tamaño más comercial, algo que siempre empeora el rendimiento.

Hay que admitir que, al menos para su uso en renovables, el hidrógeno no parece tan mala idea.

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Fuentes y referencias:
Artículo original 1.
Artículo original 2.
Diagrama: Ryan O’Hayre y colaboradores.