Un grupo de investigadores de la Universidad de Sharjah ha logrado algo que podría marcar un antes y un después en la producción de hidrógeno: han desarrollado un método escalable para obtener hidrógeno del agua de mar sin necesidad de desalinizarla. Este avance tiene un potencial enorme para las regiones cálidas y costeras, donde el agua dulce es escasa, pero la luz solar y el acceso al mar son abundantes.
Los problemas del método tradicional
Extraer hidrógeno mediante electrólisis es una técnica conocida, pero cuando se intenta hacerlo directamente con agua de mar, surgen varios problemas. La salinidad del agua introduce iones de cloruro que corroen los electrodos y degradan su rendimiento. Esto limita tanto la eficiencia como la vida últil de los sistemas de electrólisis, obligando a recurrir al uso de agua dulce o a desalinizar previamente el agua marina, lo cual es costoso y energéticamente ineficiente.
Un electrodo hecho a medida
Para resolver estos desafíos, el equipo de Sharjah ha creado un electrodo multicapa que genera un microambiente protector y reactivo alrededor de sí. Esta estructura impide que los cloruros dañen el sistema y al mismo tiempo mejora el proceso de separación de las moléculas de agua.
El diseño incluye varios componentes avanzados:
- Sitios de base de Lewis de carbonato (CO₃²⁻) anclados sobre hidroxilos dobles de cobalto (Co LDH).
- Una estructura de nanoborato de níquel (NiBOx).
- Una matriz de Ni(OH)₂ sobre una microestructura de espuma de níquel (NF).
Esta combinación permite formar una película de metaborato, que protege el electrodo de la disolución metálica y evita la formación de óxidos no conductores. En términos simples: funciona como una capa invisible que repele el ataque de los cloruros, a la vez que facilita la reacción electroquímica.
Rendimiento industrial sin agua dulce
Uno de los mayores logros de este sistema es que alcanza una densidad de corriente de 1,0 A/cm² a 1,65 voltios, una cifra que ya se considera viable para uso industrial. Esto significa que podría emplearse a gran escala, por ejemplo, en granjas de hidrógeno alimentadas por energía solar, instaladas junto al mar.
Este tipo de soluciones son especialmente prometedoras para países como los Emiratos Árabes Unidos, donde el acceso al agua dulce es limitado, pero la combinación de sol y mar es inmejorable.
Microambiente ácido y protección activa
El sistema desarrollado no sólo bloquea los cloruros, sino que también mejora la eficiencia del proceso creando un microambiente localmente ácido. Al funcionar en un entorno donde los iones H⁺ están concentrados, la reacción de separación del agua (conocida como reacción de evolución del oxígeno u OER) se acelera.
La base de Lewis de carbonato no solo participa en la reacción, sino que también secuestra los protones, lo que mantiene constante la acidez local y protege el sistema de la formación de precipitados que podrían obstruir los electrodos. En otras palabras, el electrodo no sólo resiste condiciones adversas, sino que las transforma en un entorno favorable para producir hidrógeno.
Implicaciones para el futuro del hidrógeno verde
Este avance podría facilitar enormemente la producción de hidrógeno verde, es decir, hidrógeno generado mediante energía renovable sin emisiones contaminantes. Al eliminar la necesidad de agua dulce o de plantas desalinizadoras, se reduce el consumo de energía y los costos asociados.
Por ejemplo, imaginemos un sistema instalado en una costa desértica: paneles solares alimentan el proceso de electrólisis usando directamente el agua del mar, sin tratamientos previos. Esto reduciría la huella hídrica y permitiría un desarrollo más sostenible en zonas con escasos recursos hídricos.
¿Qué sigue?
Aunque los resultados de laboratorio son prometedores, aún queda el desafío de escalar la tecnología y mantener su rendimiento a largo plazo. Hablar de hidrógeno como vector energético del futuro es ya una constante, pero este tipo de innovaciones nos acercan un poco más a una realidad donde la producción limpia y descentralizada sea factible.
Como bien destaca el profesor Yousef Haik, coautor del estudio, el sistema no sólo funciona en condiciones industriales, sino que lo hace con bajo consumo energético, lo que lo vuelve aún más atractivo en términos de eficiencia global.