El agua de mar es uno de los recursos más abundantes en la tierra, siendo una promesa tanto como fuente de hidrógeno como de agua potable en climas áridos. Pero a pesar de que las tecnologías de división del agua capaces de producir hidrógeno a partir de agua dulce se han vuelto más efectivas, el agua de mar sigue siendo un desafío.

Es un reto que se han tomado muy en serio desde la Universidad de Houston, donde un equipo de investigadores acaba de publicar un estudio en Nature Communications donde exponen sus principales conclusiones a la hora de lograr un nuevo catalizador que produce eficientemente hidrógeno a partir del agua de mar.

Esta investigación supone un avance significativo. Con este nuevo catalizador de reacción de evolución de oxígeno, combinado con un catalizador de reacción de evolución de hidrógeno, se han logrado densidades de corriente capaces de soportar demandas industriales, al tiempo que requiere un voltaje relativamente bajo para comenzar la electrólisis del agua de mar.

Los investigadores aseguran que el dispositivo, compuesto por nitruros metálicos no nobles de bajo coste, logra evitar muchos de los obstáculos que han limitado los intentos anteriores de producir hidrógeno o agua potable a bajo coste a partir del agua de mar.

El director del Centro de Superconductividad de Texas en la Universidad de Houston, el catedrático Zhifeng Ren, señala que un obstáculo importante ha sido la falta de un catalizador que pueda dividir efectivamente el agua de mar para producir hidrógeno sin liberar iones libres de sodio, cloro, calcio y otros componentes del agua de mar, que una vez liberados pueden asentarse en el catalizador y dejarlo inactivo.

Los iones de cloro son especialmente problemáticos, en parte porque el cloro requiere un voltaje ligeramente mayor para liberarse del que se necesita para liberar hidrógeno.

Para el trabajo, los investigadores probaron los catalizadores con agua de mar extraída de la Bahía de Galveston en la costa de Texas. No obstante, según Ren, el catalizador también funcionaría con aguas residuales, proporcionando otra fuente de hidrógeno del agua que de otro modo sería inutilizable sin un tratamiento costoso.

Para abordar los desafíos, los investigadores diseñaron y sintetizaron un catalizador tridimensional de reacción de evolución de oxígeno núcleo-cubierta utilizando nitruro de metal de transición, con nanopartículas hechas de un compuesto de nitruro de níquel-hierro y nanobarras de níquel-molibdeno-nitruro sobre espuma de níquel porosa.