Científicos coreanos desarrollan un nuevo catalizador para la producción eficiente de hidrógeno a partir de amoníaco

Un grupo de científicos en Corea del Sur ha desarrollado una nueva forma de fabricar catalizadores —materiales que aceleran reacciones químicas— que permite producir hidrógeno de manera más eficiente a partir del amoníaco.

El amoníaco es una sustancia compuesta por tres átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno. Tiene una gran ventaja: puede almacenar mucho hidrógeno en poco espacio, lo que lo convierte en un excelente “portador” para transportarlo y almacenarlo. Además, ya existe una infraestructura global para mover y guardar amoníaco, lo que lo hace más barato que otras opciones.

Pero hay un problema: para obtener el hidrógeno del amoníaco se necesita una tecnología especial que aún no está muy desarrollada. Y aquí es donde entra en juego el nuevo catalizador.

Uno de los metales más eficaces para romper el amoníaco y liberar hidrógeno es el rutenio. Permite hacerlo a temperaturas más bajas que otros materiales (entre 500 °C y 600 °C), lo que lo hace muy eficiente. Sin embargo, el rutenio es muy escaso y caro, lo que complica su uso a gran escala.

Hasta ahora, se usaba en forma de nanopartículas (partículas muy pequeñas) para aprovecharlo al máximo. Pero producir estos nanocatalizadores es complicado y costoso.

Método más barato

El equipo del Dr. Koo desarrolló una nueva forma de fabricar catalizadores de rutenio utilizando un proceso llamado “proceso de polialcohol” o polyol process. Este método es más simple y económico que los anteriores.

Normalmente, para evitar que las nanopartículas se junten entre sí, se agregan sustancias especiales llamadas “agentes de recubrimiento” (capping agents). Pero estos aditivos encarecen el proceso.

Los investigadores coreanos encontraron una manera de evitar usar estos aditivos. Descubrieron que usando una sustancia llamada butilenglicol, con una cadena de carbono más larga, podían controlar el tamaño y la dispersión de las partículas sin necesidad de añadir nada más.

Gracias a esto, lograron producir partículas de rutenio de solo 2.5 nanómetros (unas 40.000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano), distribuidas de forma uniforme y con alta actividad para generar hidrógeno.

Mejores resultados

El nuevo catalizador funciona notablemente mejor que los anteriores. Reduce la energía necesaria para romper el amoníaco en un 20% y produce hidrógeno un 70% más rápido. Además, cuando se mide su rendimiento en relación con su tamaño, es más de tres veces más eficiente que los catalizadores tradicionales.

“El método que desarrollamos es una solución práctica para reducir los costos y facilitar la producción en masa de estos catalizadores”, explicó el Dr. Koo. “Esperamos que esta tecnología ayude a hacer realidad el uso comercial del hidrógeno producido a partir del amoníaco”.

El equipo ahora planea probar el catalizador en formato de pellets (como pequeñas pastillas) y utilizarlo en distintos sistemas diseñados para romper el amoníaco y extraer hidrógeno, acercándonos un paso más a una energía más limpia y sostenible.