El hidrógeno es un vector químico y energético prometedor para descarbonizar nuestra sociedad. A diferencia de los carburantes convencionales, la utilización del hidrógeno como combustible no genera dióxido de carbono de vuelta. Lamentablemente, hoy en día, la mayor parte del hidrógeno que se produce en nuestra sociedad proviene del metano, un combustible fósil. Lo hace en un proceso (reformado de metano) que conduce a importantes emisiones de dióxido de carbono. Por tanto, la producción de hidrógeno verde requiere alternativas a este proceso que sean empleables a escala industrial.
La electrólisis del agua ofrece un camino para generar hidrógeno verde que puede funcionar con energías renovables y electricidad limpia. Este proceso necesita catalizadores catódicos y anódicos para acelerar las reacciones de división y recombinación del agua en hidrógeno y oxígeno, respectivamente, ya que de otro modo estas serían ineficientes. Desde su descubrimiento a finales del siglo XVIII, la electrólisis del agua ha madurado hasta convertirse en diferentes tecnologías. Una de sus implementaciones más prometedoras es la membrana de intercambio de protones (PEM, por las siglas en inglés), que puede producir hidrógeno verde combinando altas tasas y una alta eficiencia energética.
Hasta la fecha, la electrólisis del agua, y en particular la PEM, ha requerido catalizadores basados en elementos químicos que son escasos y raros, como el platino y el iridio, entre otros. Solo unos pocos compuestos combinan la actividad y la estabilidad requeridas en el duro entorno químico impuesto por esta reacción. Esto resulta especialmente complicado en el caso de los catalizadores anódicos, que tienen que funcionar en entornos ácidos altamente corrosivos, condiciones en las que solo los óxidos de iridio han mostrado un funcionamiento estable en las condiciones industriales requeridas. Pero el iridio es uno de los elementos más escasos del planeta.
En busca de posibles soluciones, un equipo de científicos ha dado recientemente un paso importante para encontrar alternativas a los catalizadores de iridio. Este equipo multidisciplinar ha logrado desarrollar una forma novedosa de conferir actividad y estabilidad a un catalizador sin iridio aprovechando propiedades del agua hasta ahora inexploradas. El nuevo catalizador logra, por primera vez, estabilidad en la electrólisis del agua a través de PEM en condiciones industriales sin usar iridio.
Este avance es obra de F. Pelayo García de Arquer, Ranit Ram, Lu Xia, Anku Guha, Viktoria Golovanova, Marinos Dimitropoulos, Aparna M. Das y Adrián Pinilla-Sánchez, del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Castelldefels, Barcelona; e incluye importantes colaboraciones del Centro Nacional Francés de Investigaciones Científicas (CNRS), Diamond Light Source en el Reino Unido, el Instituto de Investigación Química de Cataluña (ICIQ), el Instituto Catalán de Ciencia y Tecnología (ICN2), y el Instituto de Materiales Avanzados (INAM) de la Universidad Jaume I en Castellón de la Plana, Castellón, en España.
