El potencial del hidrógeno como facilitador de la transición energética sigue en aumento. Y es que el elemento más ligero de la tabla periódica –y también el más abundante del planeta- está detrás de numerosos avances que persiguen la descarbonización de sectores como el de la electricidad, la industria o la movilidad. Tras años de trabajo, un grupo de investigadoras españolas ha liderado el desarrollo de una tecnología capaz de fabricar hidrógeno renovable con energía directa del sol. Bautizado como fotoelectrocatálisis, este sistema pone a nuestro país a la vanguardia de la producción.
A día de hoy, el hidrógeno se emplea principalmente en la industria química y del refino, como materia prima de muchos de sus productos. Sin embargo, sus posibilidades como vector energético están llevando a esta molécula a ganar protagonismo en otros escenarios. Tanto es así, que el sector de la energía lleva tiempo perfeccionando distintas formas de fabricar hidrógeno renovable, con baja o nula huella de carbono, y que sea útil no solo parala industria, sino también en otros sectores estratégicos.
Entre sus ventajas, tanto el hidrógeno renovable y como el de baja huella de carbono destacan por la versatilidad y el alcance de sus aplicaciones. Representan una alternativa sostenible paradescarbonizar la movilidad, sobre todo en servicios difícilmente electrificables como el transporte marítimo, el aéreo y el de larga distancia por carretera. En el sector energético, cuando aumente la cuota de energías renovables, el hidrógeno jugará un papel crucial para almacenar excedentes de electricidad renovable a gran escala. El incremento del uso de las renovables hará posible, además, que en futuro generemos hidrógeno a un precio competitivo.
De momento, y mientras se estudian nuevas soluciones, coexisten varias formas de fabricar hidrógeno. La más extendida es hacerlo a partir de gas natural, aunque ya se han puesto en marcha fórmulas más sostenibles que permiten obtenerlo a partir de biometano (un gas de origen renovable con menor huella de carbono) o por electrólisis. Este último proceso, con el que se consigue hidrógeno separando la molécula de agua en hidrógeno y oxígeno con corrientes eléctricas procedentes de fuentes de energía renovables, era hasta hoy la alternativa más limpia para producirlo.
Pero ya no es la única. Tras casi una década de trabajo, un equipo de Repsol y Enagás ha logrado desarrollar una tecnología pionera para generar hidrógeno renovable a partir del uso directo de energía solar, en un proceso conocido como fotoeletrocatálisis. Este proyecto ‘made in Spain’, representa un desarrollo de I+D liderado por mujeres y realizado en colaboración con varios de los centros de investigación en hidrógeno más prestigiosos del país.
UNA SOLUCIÓN GLOBAL EN UN ENTORNO ESTRATÉGICO
Elenorme potencial solar de España ofrece, además, «la posibilidad de crear grandes infraestructuras de producción de hidrógeno por fotoelectrocatálisis», explica Ana Martínez, investigadora del Repsol Technology Lab. Una perspectiva que comparte la coordinadora de Hidrógeno de Enagás, Mónica Sánchez: «se prevé que España, por su situación estratégica, sea uno de los futuros exportadores de hidrógeno renovable a otros mercados de Europa».
La investigación sobre esta tecnología arrancó en Repsol Technology Lab en 2012 y, en 2018, Enagás se sumó al proyecto con un acuerdo que convierte a ambas compañías en copropietarias. “Somos el primer productor y consumidor de hidrógeno en España y esta tecnología supone una reducción total de las emisiones en relación con los métodos convencionales usados para generar H2”, afirma María Dolores Hernández, colíder del proyecto.
Este método incorpora mejoras respecto al proceso de producción mediante electrólisis, dado que el segundo requiere transportar la energía renovable hasta un electrolizador en el que se separan las moléculas de agua. Un paso que se suprime con la fotoelectrocatálisis, consiguiendo integrar todo el ciclo en un solo paso: “el dispositivo recibe directamente la radiación solar y con un material fotoactivo se generan las cargas eléctricas que provocan esa separación”, explica Hernández.
La simplificación en infraestructura y equipos reducirá, además, las inversiones en esta tecnología. En este contexto, la hoja de ruta del proyecto «está concebida para que, en 2030, el hidrógeno generado por esta vía pueda competir en costes tanto con el producido por procesos convencionales a partir de gas natural, como con el obtenido por electrólisis», concluye la experta de Repsol.
El plan para alcanzar la madurez industrial y económica de la fotoelectrocatálisis tiene definidas dos etapas de escalado. La primea es una planta demo que se pondrá en marcha en 2025 en Puertollano, con una extensión cercana a media hectárea y con una producción de 100 kg/día de hidrógeno renovable. Y una última fase, prevista para 2028, con la instalación, también en Puertollano, de una planta, ya en fase industrial, de unas 60 hectáreas y con una producción que llegue a las 10 t/día.
Con este proyecto de innovación, el I+D español sigue aportando soluciones que contribuyen a hacer del hidrógeno no solo un vector energético, sino también uno de los motores económicos del futuro en nuestro país.
