Un equipo de investigación del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV), ha desarrollado una nueva tecnología para la producción de hidrógeno verde más sostenible, basada en el uso de electrocatalizadores de cobalto encapsulados en carbono y potenciados mediante un campo magnético alterno. Esta estrategia mejora hasta un 40% la eficiencia catalítica en la reacción de evolución de oxígeno (OER), principal cuello de botella de la electrólisis del agua, y permite reducir significativamente el consumo energético del proceso.
El estudio, publicado en la revista Small, se ha realizado en colaboración internacional con el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC), el Grupo de Cinética Electrodica e Instrumentación de la Universidad de Sevilla, y centros del Reino Unido como University College London y Research Complex at Harwell.
Tecnologías de producción de hidrógeno verde más sostenibles
Los resultados confirman que la aplicación de un campo magnético alterno intensifica la actividad catalítica durante la OER, lo que se traduce en un ahorro energético relevante en esta etapa crítica del proceso de electrólisis. Además, el equipo ha logrado una mejora del rendimiento global de la OER de hasta un 14%, gracias a un calentamiento localizado en la superficie del electrodo que no requiere un aumento significativo en el consumo energético.
Los nuevos electrocatalizadores están formados por nanopartículas de cobalto encapsuladas en carbono, lo que permite prescindir de metales nobles escasos y costosos como el iridio o el rutenio, tradicionalmente empleados en esta aplicación. Este enfoque representa un paso importante hacia la viabilidad industrial de tecnologías de producción de hidrógeno verde más sostenibles y económicamente competitivas.
Alta estabilidad bajo condiciones exigentes
Una de las principales aportaciones de este trabajo ha sido verificar la alta estabilidad estructural y funcional de los electrocatalizadores desarrollados tras su exposición prolongada a campos magnéticos alternos. Las propiedades magnéticas de los materiales se mantienen prácticamente intactas, lo que abre nuevas posibilidades para su uso en condiciones operativas exigentes sin pérdida de rendimiento.
Además, la investigación introduce un nuevo método de síntesis que permite modular con facilidad la carga metálica en catalizadores encapsulados en carbono. Esta versatilidad abre la puerta al diseño de nuevos catalizadores robustos y ajustables para otras aplicaciones relevantes, como la valorización de compuestos derivados de la biomasa, la hidrogenación de dióxido de carbono, alquinos y otros grupos funcionales insaturados.