El uso de microondas permite reducir la temperatura necesaria para la producción de hidrógeno a menos de 600 °C, disminuyendo la necesidad energética en más de un 60% y reemplazando el 75% de la energía térmica requerida.
Hidrógeno limpio en minutos: las microondas entregan energía sostenible más rápido
Un equipo interdisciplinario de la Universidad POSTECH ha desarrollado una tecnología innovadora que aborda las principales limitaciones en la producción de hidrógeno limpio utilizando energía de microondas. Este avance, publicado en la portada de la revista Journal of Materials Chemistry A, representa un paso transformador en la búsqueda de fuentes de energía sostenibles.
El hidrógeno limpio como energía del futuro
Con la transición global hacia fuentes de energía más sostenibles, el hidrógeno limpio se ha posicionado como un candidato líder en la próxima generación energética gracias a sus cero emisiones de carbono. Sin embargo, las tecnologías actuales de producción de hidrógeno enfrentan barreras significativas. Los métodos termoquímicos convencionales, que dependen de la oxidación-reducción de óxidos metálicos, requieren temperaturas extremadamente altas, de hasta 1.500 °C. Esto no solo los hace energéticamente intensivos y costosos, sino que también limita su escalabilidad y aplicación práctica.
Microondas: una fuente de energía subestimada
Para superar estos desafíos, el equipo de POSTECH exploró una fuente de energía familiar pero infrautilizada: la energía de microondas, la misma utilizada en hornos domésticos. Aunque comúnmente se asocian con la preparación de alimentos, las microondas tienen el potencial de impulsar reacciones químicas de manera eficiente.
El equipo de investigadores logró reducir la temperatura de reducción de ceria dopada con gadolinio (CeO₂), un material de referencia en la producción de hidrógeno, a menos de 600 °C, reduciendo la necesidad térmica en más de un 60%. Este descubrimiento marca un hito, ya que las microondas reemplazan hasta un 75% de la energía térmica requerida para la reacción, consolidando un enfoque más sostenible para la producción de hidrógeno.
Vacantes de oxígeno en tiempo récord
Otro avance significativo se encuentra en la creación de vacantes de oxígeno, defectos en la estructura del material que son esenciales para dividir el agua y obtener hidrógeno. Los métodos convencionales tardan horas y requieren temperaturas extremadamente altas para formar estas vacantes. Sin embargo, el equipo de POSTECH logró resultados similares en cuestión de minutos y a temperaturas inferiores a 600 °C gracias a la energía de microondas. Este proceso rápido fue validado mediante un modelo termodinámico que explicó el mecanismo detrás de la reacción impulsada por microondas.
Implicaciones comerciales y futuras
El profesor Hyungyu Jin destacó que esta investigación podría revolucionar la viabilidad comercial de las tecnologías termoquímicas para la producción de hidrógeno. Además, abre el camino para desarrollar nuevos materiales optimizados para procesos químicos impulsados por microondas.
El profesor Gunsu Yun añadió que introducir un mecanismo novedoso basado en microondas y superar las limitaciones de los procesos existentes son logros clave logrados gracias a la estrecha colaboración interdisciplinaria del equipo.
El equipo de investigación estuvo liderado por el profesor Gunsu S. Yun, el candidato doctoral Jaemin Yoo (Departamento de Física, División de Ingeniería Nuclear Avanzada), el profesor Hyungyu Jin y el candidato doctoral Dongkyu Lee (Departamento de Ingeniería Mecánica).
La utilización de energía de microondas para la producción de hidrógeno no solo representa un avance tecnológico, sino también una oportunidad para reducir la huella de carbono global y promover un futuro energético más sostenible. La investigación realizada por POSTECH sienta las bases para una transformación en cómo el hidrógeno limpio puede ser producido y escalado de manera económica y respetuosa con el medio ambiente.
Vía rsc.org
MiguelGalvis dice
Que avance tan importante. Muchas gracias por ese aporte a Postech. Estoy estudiando el Hidrógeno acá en Colombia.