En este proyecto, Differ y Toyota Motor Europe (TME) exploran una forma innovadora de producir hidrógeno directamente a partir de aire húmedo. Esta investigación tiene dos objetivos distintos. Por un lado, se necesitan nuevos combustibles sostenibles para disminuir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y, por otro, es necesario reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Uno de esos combustibles sostenibles es el hidrógeno, que se puede utilizar para almacenar energía renovable. Cuando el hidrógeno se combina con oxígeno en una pila de combustible, la energía se libera en forma de electricidad, emitiendo como único residuo vapor de agua.

En su búsqueda respectiva de soluciones, la división de Investigación Avanzada de Materiales de TME se ha unido al grupo de Procesos Catalíticos y Electroquímicos para Aplicaciones Energéticas de DIFFER, encabezado por Mihalis Tsampas. Este grupo había estado trabajando en un método para separar el agua en estado gaseoso en lugar de en estado líquido, que es mucho más común.

A lo largo del pasado año, Differ y Toyota han demostrado en un estudio conjunto de viabilidad que el principio planteado realmente se cumple. Los investigadores han desarrollado una nueva célula fotoelectroquímica de estado sólido que por primera vez puede obtener agua del aire y luego generar hidrógeno a partir de la iluminación con luz solar. Este primer prototipo alcanzó un impresionante 70% del rendimiento que se obtiene al llenar un dispositivo equivalente con agua. El sistema consta de unas membranas de electrolitos poliméricos, unos fotoelectrodos porosos y unos materiales que absorben el agua, combinados en un dispositivo de diseño especial integrado en la membrana.

En la siguiente fase del proyecto, los colaboradores se proponen mejorar considerablemente el proceso. “En nuestro primer prototipo, utilizamos fotoelectrodos que se sabe que son muy estables. Sin embargo, el material empleado solo absorbe la luz ultravioleta, que supone menos del cinco por ciento de toda la luz solar que llega a la Tierra”, explica Tsampas, quien añade: “El siguiente paso, por tanto, es aplicar materiales de vanguardia y optimizar la estructura del sistema para incrementar tanto la entrada de agua como la cantidad de luz solar que se absorbe”.

Una vez superado ese obstáculo, las labores de investigación se centrarán en ampliar la escala de la tecnología. Las células fotoelectroquímicas capaces de producir hidrógeno son muy pequeñas, alrededor de un centímetro cuadrado. Para que sean económicamente viables, su tamaño debe aumentar en al menos dos o tres órdenes de magnitud.

El proyecto de investigación LIFT –Launchpad for Innovative Future Technology o Plataforma de Lanzamiento de Tecnologías Innovadoras de Futuro– ha obtenido una subvención de la fundación ENW PPS de la Organización Neerlandesa para la Investigación Científica (NWO).

Editado por Pilar Catalina