Investigadores del Consejo Australiano de Investigación y la Universidad de Adelaida han desarrollado dos sistemas innovadores y eficientes para producir hidrógeno verde a partir de urea presente en orina y aguas residuales, superando así importantes obstáculos técnicos y económicos en la transición hacia energías limpias.
La investigación, publicada en Angewandte Chemie International Edition y Nature Communications, representa un avance significativo al demostrar que es posible generar hidrógeno verde de forma rentable y con menor impacto ambiental, al tiempo que se remedia la contaminación por desechos nitrogenados en ambientes acuáticos.
A diferencia del hidrógeno gris —que se obtiene de combustibles fósiles generando emisiones de carbono— o del hidrógeno verde tradicional producido mediante electrólisis del agua (proceso costoso y de alta demanda energética), estos nuevos sistemas utilizan urea, una sustancia que requiere menos energía para descomponerse y generar hidrógeno.
No obstante, los sistemas existentes basados en urea tenían limitaciones importantes, como baja producción de hidrógeno y la generación de subproductos tóxicos como nitratos y nitritos. El equipo australiano ha superado estas barreras técnicas, desarrollando dos procesos alternativos:
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Un sistema de electrólisis sin membrana usando urea pura con un catalizador de cobre, capaz de generar gas nitrógeno inocuo en lugar de subproductos tóxicos.
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Un sistema que utiliza orina humana como fuente de urea, con un novedoso mecanismo de oxidación mediado por cloro, y catalizadores de platino sobre soportes de carbono, evitando la corrosión del sistema.
“El uso de orina, en lugar de urea industrial fabricada mediante el proceso Haber-Bosch, representa una solución más accesible y ecológica”, explicó el profesor Yao Zheng, líder del proyecto junto al profesor Shizhang Qiao, ambos del Centro de Excelencia para la Ciencia e Innovación del Carbono (COE-CSI).
Uno de los retos clave fue la presencia de iones cloruro en la orina, que desencadenan la producción de cloro corrosivo. El equipo logró estabilizar esta reacción, haciendo el sistema más duradero y eficiente.
A futuro, los investigadores planean reemplazar los metales preciosos como el platino por catalizadores de carbono con metales no preciosos, lo que podría permitir construir plantas de tratamiento de aguas residuales y sistemas de recuperación de hidrógeno a gran escala y bajo costo.
Este avance abre una nueva vía hacia una economía energética sostenible, que además de producir energía limpia, podría contribuir a la remediación ambiental de residuos altamente contaminantes.
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