Congreso internacional sobre materiales para la producción y almacenamiento de hidrógeno

[David Serrano Granados]

Durante los días 20 a 25 de Agosto de 2006 se ha celebrado en la Universidad de California en Santa Bárbara (Estados Unidos) una reunión científica de carácter internacional con el objeto de presentar y dar a conocer los últimos avances que se han conseguido en el desarrollo de materiales para la producción y el almacenamiento de hidrógeno. Ambos factores son claves para conseguir en un futuro más o menos próximo un sistema energético basado en el uso del hidrógeno como portador de energía.

El hidrógeno no es realmente una fuente energética, al no encontrarse libre en la naturaleza, por lo que resulta esencial el desarrollo de procesos que permitan su obtención de una forma económicamente viable. En la actualidad, la mayor parte del hidrógeno se obtiene por reformado de metano con vapor de agua, lo que conlleva una fuerte dependencia de un combustible fósil como es el gas natural. Asimismo, esta transformación implica la generación, junto con el hidrógeno, de una gran cantidad de CO₂ que termina emitiéndose a la atmósfera.

Por ello, gran parte de los trabajos presentados en esta reunión están encaminados hacia nuevas vías de obtención de hidrógeno, destacando entre ellas la disociación fotocatalítica de agua con el concurso de la radiación solar. Esta alternativa supondría la disponibilidad casi ilimitada de hidrógeno, al obtenerse a partir de recursos completamente renovables (agua y luz solar). Para ello, uno de los retos más importantes reside en encontrar y desarrollar fotocatalizadores que puedan llevar a cabo esa transformación con radiación visible, lo que representaría un elevado grado de utilización de la luz solar. Entre las contribuciones presentadas sobre esta temática en el simposio, destacan los resultados del grupo del Profesor Kudo en Japón (Tokyo University of Science), basados en nuevos sistemas fotocatalíticos que permiten producir hidrógeno con una mejora notable en la eficiencia energética del proceso respecto de sistemas anteriores.

El almacenamiento de hidrógeno en sistemas de elevada capacidad, y que operen en condiciones moderadas de presión y temperatura, es otro de los retos existentes de cara a un futuro un sistema energético basado en el hidrógeno, especialmente con vistas a su utilización en pilas de combustible en el sector del transporte. Ninguna de las alternativas existentes hasta la fecha cumple los requisitos necesarios para su comercialización a gran escala. No obstante, se están produciendo importantes avances en la optimización de diferentes sistemas de almacenamiento de hidrógeno como son los hidruros metálicos complejos, los alanatos o los aminoboranos. Asimismo, algunos de los resultados presentados en el simposio indican que los sistemas de almacenamiento por adsorción física no deben tampoco descartarse. El grupo del Profesor Yaghi en Estados Unidos (Universidad de California en Los Angeles) se encuentra trabajando con gran intensidad en la síntesis de nuevos materiales microporosos con superficies específicas muy elevadas (del orden de 10.000 m²/g), que podrían retener cantidades significativas de hidrógeno por fisisorción. Se trata de materiales con estructuras metal-orgánicas, al estar constituidos por clusters metálicos conectados a través de uniones de naturaleza orgánica. Tanto la parte metálica como los fragmentos orgánicos pueden interaccionar con las moléculas de hidrógeno, provocando su adsorción. Probablemente, una de las principales conclusiones del simposio es el papel tan destacado que pueden desempeñar los nanomateriales tanto respecto de la producción como del almacenamiento de hidrógeno. En ambas líneas se necesita del desarrollo de formulaciones complejas de materiales para conseguir aproximarse a las especificaciones tan exigentes que plantea su aplicación comercial. El uso de materiales formados por nanopartículas favorece el contacto e interacción entre las diferentes fases, exaltando los fenómenos de superficie que en la mayor parte de los casos son los responsables de su actividad fotocatalítica en la disociación de agua o de su capacidad de almacenamiento de hidrógeno.