En un avance que promete transformar la producción de hidrógeno verde, científicos australianos han desarrollado dos sistemas altamente eficientes y económicamente viables, capaces de generar hidrógeno a partir de urea presente en orina humana o aguas residuales.
Estos métodos representan una alternativa innovadora a la electrólisis convencional del agua, que si bien es limpia, requiere una alta demanda energética, volviéndola costosa en comparación con el hidrógeno obtenido a partir de combustibles fósiles (hidrógeno gris).
Menor consumo eléctrico y subproductos no tóxicos
El proyecto, liderado por investigadores del Centro de Excelencia para la Ciencia e Innovación del Carbono y la Universidad de Adelaida, ha logrado superar las limitaciones históricas de la electrólisis con urea:
- Mayor eficiencia en la extracción de hidrógeno.
- Reducción del consumo eléctrico entre un 20 % y un 27 %, en comparación con la electrólisis de agua.
- Producción de nitrógeno gaseoso inocuo, evitando la generación de nitratos y nitritos tóxicos.
Estos hallazgos, publicados en Angewandte Chemie International Edition y Nature Communications, demuestran su viabilidad para aplicaciones industriales.
De la orina al hidrógeno: economía circular en acción
La innovación no solo radica en la mejora del proceso, sino en su fuente de materia prima. En lugar de utilizar urea pura, que requiere síntesis industrial costosa y contaminante, los científicos han probado el uso de orina humana y aguas residuales con alto contenido de nitrógeno.
“Si estos sistemas se escalan, no solo permitirán generar hidrógeno verde más barato, sino también remediar ambientes acuáticos contaminados con nitrógeno”, explicó el profesor Yun Zheng, uno de los principales autores.
Solución a barreras técnicas: el desafío del cloro
Uno de los obstáculos en el uso de orina para electrólisis es la presencia de cloruros, que pueden generar cloro corrosivo y dañar el ánodo del sistema.
Para resolverlo, los investigadores diseñaron un mecanismo de oxidación mediado por cloro, con catalizadores de platino sobre soportes de carbono, estabilizando el proceso y garantizando su eficiencia.
“En el primer sistema, diseñamos una electrólisis sin membrana y de bajo costo con urea pura. En el segundo, usamos orina y un catalizador de platino para mantener la eficiencia y evitar la corrosión”, detalló el profesor Shaobin Qiao.
Si bien el uso de platino es efectivo, los investigadores reconocen que su costo y escasez lo hacen insostenible a largo plazo, por lo que el siguiente paso será desarrollar catalizadores con metales no preciosos, reduciendo aún más el impacto ambiental y económico.
Un futuro de hidrógeno verde accesible
Este avance representa una doble solución ambiental, combinando:
- Producción de energía limpia con hidrógeno verde.
- Tratamiento de aguas residuales, reduciendo contaminación por exceso de nitrógeno.
Si se logra su escalado industrial, podría abaratar significativamente el costo del hidrógeno verde, acelerar la transición energética y optimizar la gestión de residuos humanos y urbanos.
Economía circular en acción: de los desechos a la energía renovable
La investigación australiana marca un nuevo rumbo en el desarrollo de tecnologías sustentables, mostrando cómo incluso los desechos más cotidianos pueden convertirse en recursos clave para un planeta más sostenible.
