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Un átomo de hidrógeno está formado únicamente por un protón y un electrón. Una sencillez que le brinda el primer puesto en la tabla periódica, aunque también es cierto que en la naturaleza, donde es muy abundante, apenas lo encontramos de forma aislada.
Casi siempre aparece combinado con otros elementos formando moléculas más complejas, como la del agua. Ya sabe, H2O. Dos de hidrógeno por una de oxígeno. Por tanto, no puede tomarse directamente, sino que debe ´fabricarse´. Quienes ven en él una pieza clave para lograr la descarbonización de la economía investigan cómo lograr que ese proceso de producción sea medioambientalmente sostenible.
Es decir, que el hidrogeno sea ´verde´, que para producirlo sólo se recurra a fuentes renovables, lo que de momento es complicado, dada la gran cantidad de energía que requiere el proceso. La ´startup´ Electrógenos, una de las 25 que participan en la décima edición de B-Venture, trabaja en el desarrollo de nuevos catalizadores que podrían acelerarlo, y por tanto abaratarlo.
Para comprender el valor de su innovación primero hay que entender el proceso de producción del hidrógeno. La forma sostenible más común de hacerlo –la que cuenta con la tecnología más madura– es a partir del agua recurriendo a la electrólisis alcalina. Esto es, provocar la ruptura de sus moléculas para que los dos átomos de hidrogeno queden por un lado y el de oxígeno, por otro.
Resumiendo mucho, esta disociación se logra sumergiendo dos conductores –dos electrodos, uno positivo y otro negativo– en un tanque con un compuesto de agua y sal de potasio. Cuando la corriente eléctrica pase por ellos, los átomos de hidrogeno serán atraídos hacia el cátodo –el electrodo negativo–, mientras que los de oxígeno irán al ánodo, el positivo. Visualmente veremos como en la superficie de ambos se forman pequeñas burbujas, como en una olla antes del agua rompa a hervir.
Es un método sencillo, pero para que la producción sea económicamente viable los reactores donde se provoca la reacción (que se llaman electrolizadores) tienen que tener un gran tamaño y, además, los electrodos se corroen muy rápidamente. Para resolver esto, suelen estar cubiertos de platino, que además actúa como catalizador acelerando el proceso.
El fundador científico de Electrógenos, Augusto Bartolomé, investigaba para otra empresa los posibles usos en la industria de la electrodeposición micrométrica, un proceso que utiliza una corriente eléctrica para transferir capas de un metal a otro creando en este segundo un revestimiento multimetálico que podría llegar a superar al platino en su efecto catalizador, y a su vez, ralentizar la corrosión de los electrodos. De modo que ya podía intentar resolver uno de los problemas de la electrólisis, pero las burbujas le dieron otra idea.
Pensemos otra vez en la cazuela. Mientras las burbujas están ahí, hasta el momento en que se desprenden, el fuego en realidad no está incrementando la temperatura el agua, sino la del aire en el interior de la burbuja. Para quien quiere agua caliente –o hidrógeno libre de oxígeno– esperar a que eso ocurra es un derroche de energía. Una ineficiencia. ¿Y si hubiese alguna forma de provocar que se desprendieran antes y, por tanto, permitir que la electrolisis se complete con menor gasto de energía?
La idea que se le ocurrió fue modificar los catalizadores. Prescindir del platino y sustituirlos por otro material o materiales que pudieran utilizarse en cantidades tan pequeñas que permitieran la fabricación de microestructuras electrodepositadas –como diminutos corales– para así, ya puestos, ampliar la superficie en contacto con el agua y sobre la que se pueden formar las burbujas.
Para poder llevar la solución a la industria, esa búsqueda, realizada mientras hacía el doctorando en el Laboratorio de Innovación Electroquímica de la University College de Londres, debía además contemplar algo más que la conductividad de los materiales: éstos tenían que ser sostenibles, fáciles de encontrar en Europa y baratos. "Al final hemos combinado las propiedades que más nos han interesado de varios metales y minerales, seis en total", explica el cofundador de la firma, Alfredo Saenger.
"Se están investigando muchas alternativas a la electrolisis alcalina tradicional, pero lo que nosotros proponemos es mejorar un proceso que ya existe y ya está sobradamente probado. Hemos hecho pequeños cambios que, unidos, logran que fabricar un kilo de hidrógeno sea mucho más barato y pueda realizarse en electrolizadores más pequeños. Además, el proceso de electrodepositado es también más barato que la fabricación de catalizadores de platino", señala el responsable de la firma que ya ha empezado a realizar pruebas piloto con la Fundación Repsol y All4Zero, el ´hub´ de innovación tecnológica industrial fundado por ArcelorMittal, Holcim, Iberia y Repsol.
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