Desarrollan electrocatalizadores para una producción de hidrógeno verde más eficiente y sostenible – smartgridsinfo

Informe sobre Nueva Tecnología para la Producción Sostenible de Hidrógeno Verde

Un equipo de investigación interinstitucional, liderado por el Instituto de Tecnología Química (ITQ CSIC-UPV), ha desarrollado una tecnología innovadora que impulsa la producción de hidrógeno verde, alineándose directamente con múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). El avance se basa en electrocatalizadores de cobalto y carbono potenciados magnéticamente, lo que representa un paso crucial hacia una matriz energética más limpia y sostenible.

Contribución al ODS 7: Energía Asequible y No Contaminante

El principal impacto de esta investigación reside en su contribución al ODS 7. La nueva tecnología aborda el principal obstáculo en la electrólisis del agua, la Reacción de Evolución de Oxígeno (OER), logrando una reducción significativa del consumo energético y mejorando la viabilidad de la producción de hidrógeno verde a gran escala.

• Mejora de la Eficiencia Catalítica: La aplicación de un campo magnético alterno mejora la eficiencia en la OER hasta en un 40%.
• Reducción del Consumo Energético: Se ha logrado una mejora del rendimiento global de hasta un 14% mediante un calentamiento localizado en la superficie del electrodo, optimizando el uso de la energía.
• Aumento de la Sostenibilidad del Proceso: Al reducir la energía necesaria, la tecnología facilita una producción de hidrógeno verde más asequible y menos dependiente de la red eléctrica, fomentando la transición hacia energías limpias.

Avances en el ODS 9 y ODS 12: Industria, Innovación y Producción Responsable

El desarrollo de estos electrocatalizadores fomenta la innovación industrial (ODS 9) y promueve patrones de producción y consumo responsables (ODS 12) al sustituir materiales críticos por alternativas más abundantes y económicas.

Sustitución de Metales Nobles

Los catalizadores están compuestos por nanopartículas de cobalto encapsuladas en carbono. Este diseño elimina la necesidad de utilizar metales nobles, escasos y costosos como el iridio o el rutenio, que tradicionalmente se emplean en estos procesos. Este enfoque no solo reduce los costos, sino que también disminuye la dependencia de recursos limitados, promoviendo una cadena de suministro más sostenible y ética.

Estabilidad y Versatilidad para la Acción Climática (ODS 13)

La robustez y adaptabilidad de la tecnología son fundamentales para su aplicación industrial y su impacto en la lucha contra el cambio climático, en línea con el ODS 13.

1. Alta Estabilidad Operativa: Se ha verificado que los electrocatalizadores mantienen su integridad estructural y funcional tras una exposición prolongada a campos magnéticos, garantizando su rendimiento en condiciones industriales exigentes.
2. Versatilidad de Síntesis: El nuevo método de síntesis permite modular la carga metálica, abriendo la puerta al diseño de catalizadores a medida para otras aplicaciones clave en la descarbonización.
3. Nuevas Aplicaciones Relevantes: La tecnología puede adaptarse para procesos como la valorización de biomasa o la hidrogenación de dióxido de carbono, convirtiendo emisiones de CO2 en productos de valor añadido y contribuyendo a una economía circular.

Este proyecto, fruto de la colaboración internacional (ODS 17: Alianzas para lograr los objetivos), demuestra el potencial de la investigación científica para desarrollar soluciones tecnológicas que aceleren la transición energética global de manera sostenible y económicamente viable.

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante

  • El artículo se centra en el desarrollo de una nueva tecnología para la producción de “hidrógeno verde”, que es una fuente de energía limpia. La investigación busca hacer este proceso “más sostenible” y con “menor consumo energético”, contribuyendo directamente al objetivo de energía limpia.

• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

  • La noticia describe una innovación tecnológica desarrollada por un equipo de investigación (ITQ, CSIC, UPV). Esta innovación busca mejorar un proceso industrial (la electrólisis del agua) para hacerlo “económicamente competitivo” y “sostenible”, lo que fomenta la modernización industrial y la investigación científica.

• ODS 12: Producción y consumo responsables

  • La tecnología desarrollada utiliza “electrocatalizadores de cobalto encapsulados en carbono”, lo que permite “prescindir de metales nobles escasos y costosos como el iridio o el rutenio”. Esto representa un uso más eficiente y sostenible de los recursos naturales, reduciendo la dependencia de materiales raros.

• ODS 13: Acción por el clima

  • Aunque no se menciona explícitamente, el hidrógeno verde es un pilar fundamental en las estrategias de descarbonización para combatir el cambio climático. Al mejorar la eficiencia y viabilidad de su producción, esta tecnología contribuye indirectamente a la mitigación del cambio climático.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

• Meta 7.2: Aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.

  • El hidrógeno verde se produce a partir de fuentes renovables. Hacer su producción más eficiente y económica, como propone el artículo, facilita su adopción y, por lo tanto, ayuda a aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global.

• Meta 7.3: Duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética.

  • El artículo destaca que la nueva tecnología “mejora hasta un 40% la eficiencia catalítica” y permite “reducir significativamente el consumo energético del proceso”. Esto se alinea directamente con el objetivo de mejorar la eficiencia energética.

• Meta 9.4: Modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles, utilizando los recursos con mayor eficacia y promoviendo la adopción de tecnologías y procesos industriales limpios.

  • La investigación presenta una “tecnología para la producción de hidrógeno verde más sostenible”. Al reemplazar metales nobles por cobalto y reducir el consumo de energía, se promueve un proceso industrial más limpio y con un uso más eficaz de los recursos.

• Meta 9.5: Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales.

  • El artículo en sí es un testimonio de esta meta, ya que describe un avance científico (“estudio, publicado en la revista Small”) realizado por instituciones de investigación que busca mejorar una capacidad tecnológica clave para la industria energética.

• Meta 12.2: Lograr la gestión sostenible y el uso eficiente de los recursos naturales.

  • El desarrollo de catalizadores que “permiten prescindir de metales nobles escasos y costosos como el iridio o el rutenio” es un ejemplo claro de una gestión más sostenible de los recursos naturales, sustituyendo materiales críticos por otros más abundantes.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

• Indicador 7.3.1: Intensidad energética medida en términos de energía primaria y PIB.

  • Implícito. El artículo no mide la intensidad energética a nivel nacional, pero sí a nivel de proceso. Las métricas específicas como la “mejora hasta un 40% la eficiencia catalítica” y la “reducción significativa del consumo energético” son datos cuantificables que contribuyen directamente a la mejora de la intensidad energética en la producción de hidrógeno.

• Indicador 9.5.1: Gastos en investigación y desarrollo como proporción del PIB.

  • Implícito. El artículo es el resultado directo de la inversión en investigación y desarrollo por parte de instituciones como el CSIC y la UPV. La publicación del estudio en una revista científica (“Small”) y el desarrollo de una nueva tecnología son productos medibles de esta inversión.

• Indicador 12.2.2: Consumo material interno y consumo material interno per cápita y por PIB.

  • Implícito. El artículo describe una reducción en el consumo de materiales específicos y críticos. La capacidad de “prescindir de metales nobles escasos y costosos como el iridio o el rutenio” es una medida directa de la reducción del consumo material para una aplicación industrial específica, lo que contribuye al objetivo general de este indicador.

4. Tabla con ODS, metas e indicadores

Fuente: smartgridsinfo.es