Nuevos materiales desarrollados en Univalle buscan impulsar la producción sostenible de hidrógeno verde

La transición hacia fuentes de energía más limpias plantea uno de los mayores desafíos científicos y tecnológicos de la actualidad: producir energía sin depender de combustibles fósiles y reducir las emisiones responsables del cambio climático. En este contexto, el hidrógeno verde se ha convertido en una de las alternativas más prometedoras para descarbonizar sectores industriales y energéticos.

Con el propósito de aportar a este reto global, investigadores de la Universidad del Valle desarrollaron el proyecto "Desarrollo de nuevos materiales electrocatalizadores para la producción sostenible de hidrógeno verde con una conversión eficiente a bajo costo" (CI 71348), una iniciativa financiada mediante la Convocatoria Interna 145-2022 para proyectos interdisciplinarios orientados al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

El proyecto fue liderado por el profesor Ricardo Enrique Palma Goyes, del Departamento de Química, quien desde el área de la electroquímica trabaja en el diseño de materiales con aplicaciones ambientales y energéticas. Así mismo, contó con el acompañamiento del profesor Fiderman Machuca Martínez, profesor adscrito a la Escuela de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería.

"La investigación busca desarrollar materiales de bajo costo que permitan producir hidrógeno de manera más eficiente y segura, contribuyendo al desarrollo de tecnologías energéticas sostenibles", explica el investigador principal.

Del laboratorio a la transición energética

Aunque el proceso de electrólisis del agua es conocido desde hace más de un siglo, continúa siendo objeto de investigación debido a la necesidad de hacerlo cada vez más eficiente y económicamente viable.

La electrólisis consiste en separar las moléculas de agua mediante corriente eléctrica para obtener hidrógeno y oxígeno. Cuando la energía utilizada proviene de fuentes renovables, como la solar o la eólica, el hidrógeno producido recibe el nombre de hidrógeno verde, considerado un combustible limpio porque durante su producción no se generan emisiones contaminantes.

Este tipo de hidrógeno tiene múltiples aplicaciones, desde el almacenamiento de energía hasta el abastecimiento de procesos industriales y sistemas de movilidad sostenible, razón por la cual diferentes países han comenzado a incluirlo dentro de sus estrategias de transición energética.

Materiales que hacen posible una producción más eficiente

Uno de los principales desafíos para masificar el hidrógeno verde es desarrollar materiales que permitan mejorar tanto su producción como su almacenamiento sin incrementar los costos.

En respuesta a esta necesidad, el grupo de investigación de la Universidad del Valle explora el uso de aleaciones de alta entropía, materiales avanzados compuestos por cinco o más elementos metálicos en proporciones similares.

Estas aleaciones presentan propiedades poco comunes, entre ellas una elevada resistencia a la corrosión, alta estabilidad estructural, buena conductividad eléctrica y gran resistencia mecánica, características que las convierten en candidatas para aplicaciones relacionadas con la producción y el almacenamiento de hidrógeno.

Para obtener estos materiales, los investigadores emplearon una técnica denominada electrodeposición pulsada, un método electroquímico que permite controlar con precisión la formación de la microestructura de las aleaciones, mejorando así su desempeño como electrodos o materiales funcionales.

Una investigación con múltiples aplicaciones

El proyecto no se limitó al desarrollo de un nuevo material. La investigación contempló cuatro líneas de trabajo orientadas a ampliar las posibilidades de aplicación de estas tecnologías.

En primer lugar, los investigadores buscaron optimizar materiales ya existentes para mejorar su desempeño. Posteriormente incorporaron nuevos elementos que potencian la producción de hidrógeno y aportan propiedades adicionales.

Asimismo, analizaron características como el comportamiento magnético, eléctrico y el aislamiento térmico de los materiales desarrollados, con el propósito de ampliar sus aplicaciones tecnológicas.

Finalmente, el proyecto buscó que estos desarrollos puedan ser transferidos a diferentes sectores productivos, facilitando futuras aplicaciones industriales relacionadas con la transición energética y la producción de energías limpias.

Ciencia al servicio de un futuro sostenible

Más allá de los resultados obtenidos en el laboratorio, esta investigación representa una apuesta por generar conocimiento que responda a desafíos globales y contribuya a la construcción de soluciones sostenibles desde la academia.

A través del desarrollo de nuevos materiales electrocatalizadores, la Universidad del Valle fortalece sus capacidades de investigación en áreas estratégicas como la energía, la ciencia de materiales y la electroquímica, al tiempo que aporta al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible relacionados con energía asequible y no contaminante, innovación e industria, y acción por el clima.

Con iniciativas como esta, la investigación científica demuestra que el camino hacia una matriz energética más limpia no depende únicamente de nuevas fuentes de energía, sino también de la innovación en los materiales que harán posible su implementación a gran escala.