Lograr un modelo energético sin emplear combustibles fósiles es uno de los requisitos para cumplir con el Acuerdo de París sobre cambio climático. A partir de esa idea, un equipo del CSIC, liderado por la experta María Retuerto, desarrolla formas de almacenamiento de energías renovables mediante el hidrógeno verde.
Con un doctorado en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid y una reconocida trayectoria, Retuerto despliega sus conocimientos en combatir el cambio climático. Desde el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC, está dedicada a explorar tecnologías que permitan almacenar energías limpias a través del hidrógeno verde. Concretamente, mediante el sistema de electrólisis de membrana polimérica. La científica considera que es “el método más eficiente de producir hidrógeno a partir de renovables”. Pero también es costoso y poco duradero.
Explicó que en su laboratorio “lo que hacemos es electrólisis. Separamos el agua en hidrógeno y oxígeno con la ayuda de una corriente eléctrica externa, procedente de energías renovables. Toda esa energía empleada la acumulamos en forma de hidrógeno”.
Lo normal es que la energía renovable que no se usa se pierda. Cuando tienes viento, conectas la turbina y dejas pasar electricidad. Pero si la red no necesita más electricidad, se pierde. Ocurre mucho también con la energía solar. En verano, y sobre todo en los picos de luz de mediodía, la red no necesita tanta y la perdemos, comenta.
Hidrógeno verde para acumular energías renovables
María Retuerto fue galardonada en febrero por la Fundación L’Oréal y la Unesco con uno de los Premios a la Investigación For Women in Science, concedidos anualmente a cinco eminentes científicas españolas.
En 2010 obtuvo una beca Fulbright en la Universidad Rutgers, en Nueva Jersey. Cuatro años más tarde volvió a Europa para instalarse en el Instituto Niels Bohr de Dinamarca, donde estuvo investigando un año. En 2015 regresó a España y se incorporó al ICP del CSIC. Se ha dedicado a estrechar la relación entre energías renovables a través del hidrógeno verde.
Sostiene que para evitar que la electricidad se pierda se suele almacenar con bombas hidroeléctricas o con baterías. Sin embargo, la manera ideal es acumular esa energía en forma de hidrógeno. Este método supone una ventaja adicional respecto a otros modos de almacenamiento. No solo sirve para generar electricidad después, a través de pilas de combustible, sino que tiene otros usos.
Por ejemplo, confió a la Agencia SINC, se puede utilizar en determinados procesos industriales que requieren de hidrógeno. Como para la creación de fertilizantes o biocombustibles. También para introducir en un determinado porcentaje (entre un 5 y un 7) en las líneas de gas natural o para quemarlo en procesos industriales que necesitan calor. En definitiva, se puede utilizar en sectores energéticos como la industria o el transporte.
Eficiencia y durabilidad, entre otros logros
Retuerto comentó que su trabajo ha sido valorado y publicado en la revista Nature. «Consiste en mejorar la eficiencia, la durabilidad y el precio del electrolizador, que es el dispositivo que transforma directamente la energía renovable en hidrógeno verde. Al otorgar energía a este dispositivo, disocia el agua en hidrógeno y oxígeno. Existen cuatro tecnologías para hacer electrólisis. Yo me dedico a la electrólisis de membrana polimérica”, explicó
Esta tecnología funciona como si fuesen pilas, con dos reacciones que funcionan en dos electrodos separados. En un lado se da la reacción de formación de hidrógeno y en el otro la del oxígeno. Comparada con la tecnología convencional (la alcalina) es una tecnología sólida, lo cual le confiere varias ventajas: no es necesario calentar ningún líquido, por lo que no pierde esa eficiencia. Además al ser un sistema sólido, es muy compacto y puedes apilar las celdas y, con bastante eficiencia, consigue mucha cantidad de hidrógeno. Pero la misma compactibilidad hace que se pueda trabajar con altas presiones y que el hidrógeno salga presurizado y con más pureza. Listo para meterlo en tanques y almacenarlo. Es decir, evita la necesidad de instalar un compresor.
La eficiencia de esta tecnología puede llegar al 80%. Aunque otros métodos pueden ser más eficientes, necesitan estar asociados a otros sistemas adicionales, como baterías. Por ello, es la tecnología más idónea para acumular energías renovables.
Las adversidades en oportunidades
El desarrollo de formas de almacenamiento de energías renovables a través del hidrógeno verde, tiene varios inconvenientes, pero uno particularmente grande, revela María Retuerto.
Para ambos electrodos se utilizan metales nobles, que son materiales muy caros y escasos. En el lado donde se genera el hidrógeno se emplea platino; en el otro, óxidos de iridio, cuyo valor monetario triplica al del platino. El precio ronda los 128 euros el gramo. Además, se necesita mucha más cantidad de iridio que de platino.
“Trato de eliminar o reducir mucho el iridio. Hay cuatro o cinco compuestos estudiados mundialmente que consiguen disociar hidrógeno y oxígeno, pero necesitan muchísima energía. Con lo cual, tampoco tiene sentido porque no es eficiente. Lo que he conseguido es bajar la cantidad de iridio de entre un 80 % y un 70 % a entre un 30 % y un 20 %. También hemos conseguido sustituirlo por rutenio, que es más económico”, expuso.
Mientras tanto, sostuvo que los óxidos de rutenio son, sin duda, los mejores catalizadores o electrodos para esta reacción porque son muy activos. Con muy poca energía generan oxígeno. Sin embargo, son muy inestables y duran un ciclo de reacción, que puede equivaler a un segundo.
“En el artículo de Nature diseñé un material en el que cambié el estado de oxidación del rutenio para aumentar su durabilidad y lo conseguimos. Aunque en ese hallazgo no había interés comercial, supuso un avance muy grande. Demuestra que si consigues modificar el entorno del rutenio, a lo mejor se puede conseguir algo estable”, finalizó la experta.
Lee también:
Suscríbete y apóyanos «Por un mundo más humano, justo y regenerativo»
Gracias por leer Cambio16. Vuestra suscripción no solo proporcionará noticias precisas y veraces, sino que también contribuirá al resurgimiento del periodismo en España para la transformación de la conciencia y de la sociedad mediante el crecimiento personal, la defensa de las libertades, las democracias, la justicia social, la conservación del medio ambiente y la biodiversidad.
Dado que nuestros ingresos operativos se ven sometidos a una gran presión, su apoyo puede ayudarnos a llevar a cabo el importante trabajo que hacemos. Si puedes, apoya a Cambio16 ¡Gracias por tu aportación!