Nuevo dispositivo del Instituto de Ciencias Físicas de Hefei produce hidrógeno sin emisiones a partir de humedad atmosférica, incluso con solo 20% de humedad.
- Hidrógeno verde desde el aire.
- Sin red eléctrica, sin agua líquida.
- Solo sol y humedad ambiental.
- Alta eficiencia, incluso con poca humedad.
- Cero emisiones, cero residuos.
- Aplicable en zonas áridas.
- Tecnología prometedora y escalable.
Sistema solar produce hidrógeno verde directamente de la humedad del aire
Un equipo dirigido por Yin Huajie, del Instituto de Ciencias Físicas de Hefei (Academia China de Ciencias), ha desarrollado un sistema completamente autónomo que genera hidrógeno verde a partir de la humedad ambiental, sin necesidad de agua líquida ni fuentes externas de energía.
La investigación, publicada en Advanced Materials, representa un paso significativo en la búsqueda de soluciones viables para la producción de hidrógeno en regiones con escasez de agua. El sistema combina recolección atmosférica de agua (AWH) y electrólisis por membrana de intercambio protónico (PEMWE) en una estructura integrada alimentada únicamente por energía solar.
¿Por qué es relevante?
El hidrógeno verde se considera una de las piezas clave en la transición energética global. A diferencia del hidrógeno producido con gas natural (hidrógeno gris), su generación mediante electrólisis no emite gases de efecto invernadero. El reto ha sido que esta tecnología requiere grandes volúmenes de agua ultrapura, algo inviable en zonas áridas o remotas.
Aquí es donde entra el trabajo del equipo chino: han logrado desarrollar una solución que extrae el agua directamente del aire, incluso en ambientes con tan solo 20% de humedad relativa, y la convierte en hidrógeno de alta pureza, sin emisiones y sin necesidad de infraestructura hídrica o eléctrica.
¿Cómo funciona el sistema?
El corazón del dispositivo es un material de carbono poroso jerárquico, diseñado para capturar eficazmente el vapor de agua del ambiente. Este material se obtiene mediante síntesis por plantilla y calcinación, seguido de un tratamiento de oxidación que mejora su afinidad con el agua.
Una vez captada, la humedad se calienta con energía solar gracias a un componente fototérmico, provocando su evaporación y posterior conducción hacia una celda de electrólisis PEM, donde se separa en hidrógeno y oxígeno.
Durante las pruebas, el sistema alcanzó una tasa de producción de casi 300 mililitros de hidrógeno por hora con un nivel de humedad del 40%, y mostró una estabilidad de funcionamiento sobresaliente en ciclos prolongados. En condiciones reales al aire libre, siguió operando sin interrupciones ni necesidad de mantenimiento frecuente.
Aplicaciones concretas y contexto actual
Esta tecnología puede ser especialmente transformadora en regiones como el norte de África, el Oriente Medio o zonas desérticas de Australia y Latinoamérica, donde la irradiación solar es abundante, pero el agua es un recurso escaso.
Además, se alinea con tendencias regulatorias que impulsan la producción de hidrógeno verde. Por ejemplo, la Unión Europea ha fijado objetivos ambiciosos para 2030, como parte de su estrategia para alcanzar la neutralidad climática. China, por su parte, ya ha comenzado a incorporar hidrógeno verde en su plan quinquenal como combustible estratégico.
Incluso grandes empresas energéticas están explorando tecnologías similares. Proyectos como Desert Bloom Hydrogen en Australia también aprovechan la humedad ambiental para producir hidrógeno sin recurrir a fuentes de agua convencionales, lo que refuerza el interés global en este enfoque.
Potencial
Tecnologías como esta abren la puerta a un modelo energético más descentralizado, resiliente y equitativo. Al eliminar la necesidad de infraestructura hídrica o eléctrica, permiten generar hidrógeno localmente en comunidades aisladas o regiones con estrés hídrico.
Además, su funcionamiento con energía solar garantiza una huella de carbono nula, lo que contribuye directamente a reducir las emisiones del sector energético y del transporte, dos de los principales responsables del calentamiento global.
De cara al futuro, integrar este tipo de sistemas en redes híbridas, junto con almacenamiento de energía y microrredes, podría permitir el desarrollo de ecosistemas energéticos autónomos, capaces de abastecer desde pequeñas instalaciones rurales hasta infraestructuras críticas en zonas climáticamente vulnerables.
Si se logra escalar de forma eficiente y con costes competitivos, esta innovación podría desempeñar un papel clave en la descarbonización global, democratizando el acceso al hidrógeno verde y facilitando la transición hacia una economía más limpia y justa.
Más información: Bo Fu et al, Solar‐Driven Atmospheric Water Production Through Hierarchically Ordered Porous Carbon for Self‐Sustaining Green Hydrogen Production, Advanced Materials (2025). DOI: 10.1002/adma.202511336
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