El hidrógeno tiene el potencial de proporcionar energía limpia y reducir la dependencia de Europa de los combustibles fósiles. Sin embargo, más del 95% de los métodos actuales de producción de hidrógeno generan grandes cantidades de gases de efecto invernadero, lo que significa que aún no es limpio. En este contexto, el proyecto europeo CleanH2 ha centrado su trabajo en la fotosíntesis vegetal para desarrollar nuevas formas más limpias de generar hidrógeno. Los investigadores diseñaron una gama de polímeros, que imitan el proceso de la fotosíntesis, para descomponer el agua y obtener hidrógeno limpio.
Para su nueva generación de polímeros que descomponen el agua, el equipo recurrió a moléculas conocidas como metaloporfirinas, compuestos precursores de la clorofila fotosintética presente en las plantas. Las metaloporfirinas son un buen candidato para la descomposición del agua, ya que pueden cambiar fácilmente de estado de oxidación para desencadenar reacciones electroquímicas y producir hidrógeno.
Los investigadores unieron metaloporfirinas (polimerizadas) para crear sus nuevos fotocatalizadores poliméricos. Los polímeros resultantes tienen la capacidad de absorber la luz y convertirla en energía, lo que permite que se produzcan reacciones electroquímicas para crear hidrógeno. Sin embargo, la creación de estos polímeros no es sencilla. La síntesis y el uso práctico de los polímeros basados en metaloporfirinas se ven limitados por su dificultad para disolverse fácilmente en líquidos. Por lo tanto, el equipo adoptó un enfoque diferente, operando cuando los compuestos están en estado gaseoso.
Con el nuevo enfoque del equipo, lograron producir con éxito una gama de nuevos polímeros, sintetizados directamente en forma de película delgada. Esto significa que los investigadores pudieron investigar fácilmente su capacidad para descomponer el agua y producir hidrógeno.
Nuevos catalizadores de polímeros basados en metaloporfirinas
De acuerdo con la información publicada en el Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo (Cordis), que depende de la Comisión Europea, los investigadores ahora se basarán en los resultados para diseñar catalizadores de polímeros basados en metaloporfirinas que conviertan la luz solar y moléculas simples de materia prima en combustible o productos químicos avanzados. Ya han diseñado y desarrollado estos catalizadores para la conversión selectiva y de alto rendimiento de nitratos en amoníaco.
El plan consiste en sintetizar sustancias químicas aún más avanzadas, un trabajo que actualmente cuenta con el apoyo de la financiación Horizon en el proyecto SUN2CN, que Boscher también coordina. Este proyecto busca desarrollar un dispositivo independiente Solar-to-X para convertir moléculas simples y de bajo consumo energético presentes en los flujos de residuos en valiosas sustancias químicas de carbono-nitrógeno (CN), utilizando la luz solar como única fuente de energía.
El proyecto CleanH2, que comenzó en mayo de 2020 y finalizó en abril de 2025, ha estado liderado por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo. El proyecto ha contado con una inversión de 1.900.711 euros, financiados íntegramente por el programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea.