Para la generación de hidrógeno, actualmente se usan electrolizadores comerciales de membranas de intercambio protónico, los cuales se construyen con electrodos recubiertos de materiales electrocatalíticos clasificados como metales preciosos: platino (Pt), iridio (Ir) y rutenio(Ru). Estos metales son poco abundantes en la naturaleza… y muy costosos.

Por ello, científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav-IPN), están desarrollando diferentes rutas de síntesis de nuevos materiales electrocatalíticos que sean de bajo costo para la producción de hidrógeno en electrocatalizadores tipo alcalinos, debido a que estos dispositivos se pueden construir con materiales más abundantes en la naturaleza y más económicos. Los materiales que se están investigado son níquel (Ni), cobalto (Co), pero es posible ampliar el estudio a una gran gama de materiales, como cobre, titanio, hierro y fósforo, por mencionar algunos de la tabla periódica.

En muchos laboratorios en el mundo están desarrollando e investigando nuevas formas de síntesis para encontrar combinaciones adecuadas que sean muy estables y eficiente para la fabricación de cátodos que sirvan para hacer electrolizadores alcalinos. “En nuestro grupo de trabajo, estamos utilizando síntesis por molienda de alta energía, ya que de este tipo de proceso se pueden obtener materiales a gran escala y más económicos. Las partículas de Ni, Co se trituran y se reducen a un tamaño de partículas de 30 a 60 nanómetros. Se le ha hecho caracterización electroquímica para conocer su estabilidad, ya que es de suma importancia saber si son materiales estables y en cuánto tiempo de operación se degradan”, comentó Sebastián Citalán Cigarroa, Ingeniero Químico y auxiliar de investigación del Cinvestav-IPN, quien está bajo la dirección del doctor Omar Solorza, líder del proyecto.

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Además, ambos científicos preparan y asesoran a diferentes alumnos de licenciatura y posgrado en trabajos de investigación científica de calidad, que puedan enfrentar y resolver problemas energéticos utilizando energías más limpias y amigables con el medio ambiente. Citalán Cigarroa explicó que actualmente está probando prototipos de monoceldas con áreas de 20 cm2; sin embargo, en la siguiente etapa del proyecto se pretende ampliar el área a 100 cm2, con varias celdas que consumirán un estimado de 30 amperes a 2.3 volts (60 watts) por monocelda. Se ha planeado utilizar energía fotovoltaica para alimentar a los electrolizadores. “La ventaja de utilizar energías fotovoltaicas es que no contaminan y podemos almacenarlas en forma de hidrógeno, y utilizarlas cuando sean requeridas”, comentó el investigador. Una de las misiones del grupo de trabajo del departamento de química del Cinvestav-IPN es buscar y solucionar alternativas con los trabajos de investigación científica y que con los resultados se puedan diseñar y construir electrolizadores de hidrógeno, sin depender de proveedores extranjeros.

Señaló, además, que el hidrógeno puede tener múltiples aplicaciones en diferentes sectores de la población y su uso es totalmente limpio, “ya que, al reaccionar químicamente, el hidrógeno, en una celda de combustible, lo único que produce es vapor de agua y energía eléctrica. Las celdas tienen una eficiencia del orden de 70 a 80%”, comenta el especialista. El proyecto cuenta con recursos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y tiene el apoyo de la Universidad de Texas A&M.

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