En la búsqueda de alternativas a los combustibles fósiles, el hidrógeno verde promete ser una fuente de energía renovable y con cero emisiones de carbono para sectores de difícil descarbonización, como la industria pesada (cemento, acero) o el transporte pesado (carga, navegación, aviación).

Aunque es el elemento más abundante del planeta, el hidrógeno no aparece en solitario en estado natural, sino que forma moléculas junto a otros elementos químicos. La mayor parte de que se usa proviene de la electrólisis –reacción química que separa enlaces de una molécula– del agua.

Se llama "verde" porque la energía que se aplica para desencadenar esa reacción proviene de fuentes renovables, como la eólica, la hidroeléctrica o la solar. Incluso, puede aprovechar el mismo hidrógeno que produce para usarlo como fuente de electricidad en la propia producción de más hidrógeno. Como residuo, no emite ningún contaminante al medio ambiente. Solo oxígeno.

Minerales críticos en los electrolizadores

¿Pero es de verdad sostenible? Para empezar, la materia prima que necesita como punto de partida es el agua, un bien escaso según la OMS, cuya carencia afecta a millones de personas en todo el mundo.

Por otra parte, los electrolizadores –tecnología que se usa para provocar la electrólisis– se construyen con minerales críticos como el platino, el iridio y el paladio. De hecho, el 77% de la demanda de estos materiales proviene de fabricantes de hidrógeno, según un informe reciente de Amigos de la Tierra.

La minería de platino, centralizada en su mayoría en Sudáfrica y Rusia, tiene un grave impacto medioambiental y social en las zonas donde se extrae, porque es altamente contaminante del agua, debido a los productos químicos que se emplean en el proceso.

Por su parte, la extracción de paladio e iridio implica eliminar grandes cantidades de roca y suelo, con la consiguiente erosión del suelo, deforestación, destrucción de hábitats y pérdida de biodiversidad.

Opciones más sostenibles

Con el fin de abaratar costes, aumentar la eficiencia en la producción de hidrógeno verde y, de paso, reducir estragos medioambientales por el uso de minerales críticos, un equipo español de investigadores está buscando alternativas.

En un proyecto público privado, científicos del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) y del Instituto de Ciencia y Tecnología del Carbono (INCAR-CSIC) se proponen fabricar un electrolizador que no necesite platino. "Las reservas de este mineral son escasas y están muy localizadas. Es además caro, muy caro", dice a Público Álvaro Gallo, investigador del ICMM que participa en este proyecto.

Este grupo explora la posibilidad de sustituirlo por nanopartículas de óxido de hierro, lo cual "permitiría abaratar mucho los costes". Sería, de paso, más respetuoso con el medio ambiente en cuanto a la extracción de minerales.

Materiales sintetizados en laboratorio

"Lo bueno del óxido de hierro es que se puede sintetizar a través de precursores que se obtienen del sulfato de hierro o el cloruro de hierro, materiales que son muy abundantes, baratos y fáciles de conseguir. En el laboratorio, podemos convertirlos en nanopartículas metálicas", nos explica Gallo.

Para lograr esta síntesis, pretenden utilizar solventes que no sean contaminantes. "La idea es llegar a producir materiales verdes para usarlos en la fabricación de hidrógeno verde", apunta.

Por su parte, el equipo del INCAR se centra en estudiar cómo campos magnéticos, estáticos y alternos, de distinta intensidad pueden provocar un efecto en el proceso de síntesis de hidrógeno. "Nuestra hipótesis es que bajan los tiempos de reacción y, con ello, aumenta la eficiencia y se abaratarían los costes".

Otro de los materiales que investigará el proyecto son los aerogeles de carbono con grafeno como soporte para estas partículas, en los electrodos del electrolizador.

El problema del agua

¿Y qué sucede con las grandes cantidades de agua que, en un escenario de sequía, son necesarias para producir hidrógeno verde?

Los investigadores colaboran con la empresa Water2kW, desarrolladora de la tecnología H2midity, capaz de producir hidrógeno verde aprovechando la humedad ambiental como origen de agua. "No necesita ninguna fuente de agua más", explica Gallo.

Es un invento que se utiliza ya. Eso sí, "solo funciona en lugares donde haya una elevada humedad ambiental, no en zonas desérticas", puntualiza.