Generar hidrógeno verde usando diez veces menos de iridio

El hidrógeno verde es el que se obtiene por electrólisis de agua utilizando energías renovables, y se espera que facilite la transición a una sociedad descarbonizada. Para conseguir este hidrógeno se necesitan electrolizadores, como los llamados electrolizadores PEM (Proton Exchange Membrane, en inglés), que son eficientes pero muy caros por los materiales que usan.

Uno de esos materiales es el iridio que, no solo es caro, sino que es uno de los materiales más escasos y peor distribuidos.

Actualmente, una onza troy (unidad de medida usada en metales preciosos que equivale a 32,15 gramos) cuesta 4.600 dólares, de acuerdo con Johnson Matthey, empresa líder en el sector.

Teniendo en cuenta todo esto, un equipo internacional de científicos, incluyendo Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en España, ha buscado alternativas más económicas

El equipo, integrado, entre otros, por Jorge Torrero, del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y Sergio Rojas, investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) en España, ha logrado un compuesto capaz de conseguir generar hidrógeno verde usando diez veces menos iridio.

Los investigadores han diseñado un óxido metálico (el catalizador) con 10 veces menos iridio respecto al que se usa en nivel comercial (de 2 miligramos por centímetro cuadrado han pasado a 0,2) y han logrado el mismo rendimiento.

Dispositivo de electrolisis. (Imagen: Dmitry Galyamin (ICP / CSIC))

"Hemos reducido por diez el coste del catalizador", subraya José Antonio Alonso, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM) en España y también coautor del estudio. Destaca cómo este estudio demuestra la importancia de la investigación fundamental como paso previo a la aplicada: este compuesto lo obtuvimos hace diez años, pero hasta ahora no le habíamos encontrado una aplicación.

María Retuerto, científica en el ICP y también coautora del estudio, destaca que esto abre la puerta a otros materiales similares y producibles a gran escala". La producción a gran escala de este compuesto concreto es compleja porque necesita un horno con 200 bares de presión de oxígeno, una máquina rara ubicada en el ICMM y que usa Alonso. Pero la investigadora es optimista: "Estos materiales de iridio parten de un compuesto de partida cuya superficie se modifica en la reacción; lo que estamos viendo ahora es que a lo mejor no necesitamos tener exactamente ese compuesto de partida. Podemos tener algo muy similar y al final la reestructuración de la superficie nos da una actividad catalítica igual".

El estudio se titula “High Performance and Durable Anode with 10-Fold Reduction of Iridium Loading for Proton Exchange Membrane Water Electrolysis”. Y se ha publicado en la revista académica Advanced Energy Materials. (Fuente: ICMM / CSIC)