Toyota y DIFFER consiguen producir hidrógeno a partir de aire

Lo que parece imposible a veces puede convertirse en realidad, y es que una investigación llevada a cabo por DIFFER, el Instituto holandés de investigación energética fundamental, en colaboración con Toyota Motor Europe (TME), ha conseguido producir hidrógeno mediante un dispositivo especial en contacto con el aire que al exponerlo a la luz del sol comienza a producir combustible sin ningún coste.

A través de esta alianza, DIFFER y TME buscan una forma innovadora de producir hidrógeno directamente a partir de aire húmedo. Para ello pretenden desarrollar un dispositivo que absorba el vapor de agua y lo separe directamente en hidrógeno y oxígeno utilizando la energía del sol.

Los motivos que han llevado a ambas partes a investigar en este método innovador de producción de hidrógeno son la necesidad de nuevos combustibles sostenibles para reducir la dependencia que tenemos de los combustibles fósiles, y la necesidad de disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero.

El grupo de Procesos Catalíticos y Electroquímicos para Aplicaciones Energéticas de DIFFER estuvo trabajando en un método revolucionario para separar el agua en estado gaseoso en lugar de en estado líquido, ya que para ellos "trabajar con gas en lugar de con líquido tiene varias ventajas. Los líquidos presentan ciertos problemas técnicos, como la formación no deseada de burbujas. Además, al utilizar agua en estado gaseoso y no en estado líquido, no necesitamos instalaciones costosas para purificar el agua. Y, por último, puesto que solo utilizamos el agua presente en el aire que nos rodea, nuestra tecnología también es aplicable a lugares remotos donde no hay agua disponible".

A lo largo del año pasado, DIFFER y TME demostraron a través de un estudio conjunto la viabilidad de que su proyecto realmente funcionase. Los investigadores han desarrollado una nueva célula fotoelectroquímica de estado sólido que puede obtener agua del aire y generar después hidrógeno a partir de la luz del sol. Este primer prototipo alcanzó un increíble 70% del rendimiento que se obtiene al llenar un dispositivo equivalente con agua.

En palabras de Isotta Cerri, directora general de Investigación avanzada de materiales: "Además de desarrollar la primera berlina del mundo a base de hidrógeno fabricada en serie, Toyota contribuye activamente a buscar formas de producir hidrógeno sin recurrir a combustibles fósiles. Esto encaja con los retos del Desafío medioambiental de Toyota 2050, que aspira a eliminar las emisiones de CO2 durante todo el ciclo de vida de nuestros vehículos. La producción de hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables ayuda sustancialmente a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Con este tipo de investigación fundamental, trabajamos con el objetivo de conseguir una sociedad basada en el hidrógeno mediante el desarrollo de aplicaciones del hidrógeno asequibles y fáciles de usar, tanto para nuestras operaciones como para los clientes".

Mejoras y ampliación

Actualmente, la siguiente fase del proyecto consiste en que los colaboradores mejoren considerablemente el proceso. "En nuestro primer prototipo, utilizamos fotoelectrodos que se sabe que son muy estables. Sin embargo, el material empleado solo absorbe la luz ultravioleta, que supone menos del cinco por ciento de toda la luz solar que llega a la Tierra. El siguiente paso, por tanto, es aplicar materiales de vanguardia y optimizar la estructura del sistema para incrementar tanto la entrada de agua como la cantidad de luz solar que se absorbe", explicó Tsampas.

Una vez finalizado este proceso, la investigación se centrará en ampliar la escala de la tecnología, ya que las células fotoelectroquímicas actuales son muy pequeñas. El tamaño de éstas debe aumentar en al menos dos o tres órdenes de magnitud para que sean económicamente viables.

"Aún no estamos en ese nivel, pero esperamos que algún día ese tipo de sistemas se puedan llegar a utilizar como fuente de energía en las viviendas particulares o en el repostaje de los vehículos para realizar desplazamientos cotidianos", señaló Tsampas.