A nivel global, el hidrógeno verde ya no es una promesa de laboratorio, sino un pilar de la transición energética y la descarbonización industrial. Sin embargo, su despliegue masivo enfrenta dos grandes muros: la intermitencia y accesibilidad de las energías renovables necesarias para producirlo, y los altos costos de los materiales que hoy hacen posible la electrólisis.

Mientras potencias como China —impulsada por gigantes de la electromovilidad como BYD— y Europa aceleran el paso en el desarrollo de estas tecnologías, México está a paso lento en el desarrollo de esta industria. 

Tras un sexenio de congelamiento en el sector renovable, la reactivación de las energías limpias se ancla en las fuentes eólica y solar fotovoltaica, pero el desarrollo del hidrógeno verde está a cuentagotas.

En este complejo escenario, investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey han logrado un avance nanotecnológico que apunta directo al corazón financiero del problema: sustituir los metales preciosos y escasos de los electrolizadores por elementos abundantes y económicos.

El reto de romper la dependencia del platino e iridio

La producción de hidrógeno verde consiste en romper la molécula del agua (electrólisis), un proceso energéticamente complejo que requiere de materiales conocidos como electrocatalizadores. Tradicionalmente, la industria depende del iridio, el rutenio o el platino; materiales altamente eficientes, pero sumamente escasos y costosos.

Para romper esta limitante, un equipo de investigación conjunta del Tec de Monterrey, liderado por Jorge Cholula, y en el que participan Faiz Sultan, originario de Pakistán; Margarita Sánchez, del CIMAV Unidad Monterrey; y Marcelo Videa, referente de la electroquímica en Latinoamérica, desarrolló una alternativa basada en ferritas de metales de transición.

“El uso intensivo de una tecnología no se basa únicamente en qué tan eficiente es per se, sino en qué tan económica es para que sea accesible”, comentó Jorge Cholula en entrevista con Energía a Debate. 

La investigación de los especialistas del Tec de Monterrey, refiere, fue publicada en la revista especializada Chem Nanomat.

La diferencia en costos es radical. Cholula contrasta que mientras un gramo de un precursor de metal precioso como el oro o el platino puede rondar 5,000 pesos mexicanos, esa misma cantidad de dinero permite adquirir entre 500 gramos y un kilogramo de precursores metálicos de transición como cobalto, níquel, manganeso, cobre, hierro o zinc.

Sinergia molecular y estabilidad industrial

Jorge Cholula señaló que la innovación no es solo comercial, sino profundamente técnica, pues utilizan una  síntesis avanzada de microemulsiones, que ha sido desarrollada por Margarita Sánchez, lo que permite implementar nanopartículas con estructuras llamadas espinelas. 

Esta configuración permite albergar dos tipos de metales catiónicos, provocando una interacción sinérgica entre el hierro y otro metal de transición (como el cobalto o el níquel) que facilita la absorción y desorción de los intermediarios de oxígeno durante la reacción.

“Se hicieron estas nanopartículas de ferritas de metales y se utilizaron precisamente como electrocatalizadores, en algo que se conoce específicamente como la fracción de oxígeno con resultados favorables”, precisó Cholula.

Adicionalmente, el especialista refiere que el desarrollo resuelve uno de los talones de Aquiles de los electrocatalizadores comunes: la degradación. 

Las pruebas de concepto demostraron que estas ferritas de metales de transición se mantienen estables durante varias horas de uso continuo en ambientes alcalinos (pH básico) relativamente agresivos, un requisito indispensable para pensar en un uso rudo a escala industrial.

Sin embargo, reconoció que todavía no existe un estudio que garantice la viabilidad financiera del avance.

La “Triple Hélice” que le falta a México

A pesar del logro científico, el camino para que esta tecnología llegue al mercado mexicano —un proceso que podría tardar unos cinco años en escalar sus niveles de madurez tecnológica (TRL)— enfrenta las fallas estructurales del ecosistema nacional.

Aunque la creación de la Secretaría de Ciencia y Tecnología en el gobierno federal abre una ventana de apoyo, el verdadero cuello de botella radica en la falta de inversión privada para la investigación, dice Jorge Cholula. 

En México, las empresas que cuentan con departamentos sólidos de Investigación y Desarrollo (R&D) son escasas, lo que obliga a los científicos locales a quedarse atrapados en la ciencia básica por falta de financiamiento y socios comerciales.

Para que el hidrógeno verde detone en el país y se convierta en una alternativa real para el transporte pesado o la aviación, se requiere activar de fondo la “triple hélice”: que las leyes y el marco legal del gobierno se alineen con el talento de las universidades y el apetito de riesgo de la iniciativa privada.

“Actualmente en nuestro grupo de investigación, estamos desarrollando estos materiales, haciendo pruebas de concepto y para dar el siguiente paso dependemos de varios factores. Entre ellos, las fuentes de financiamiento que podemos encontrar, así como encontrar a los socios de empresas que pudiesen estar interesadas para llevar esta investigación al siguiente paso”, dijo.

Además, el investigador advirtió que mientras el petróleo, el gas natural y las gasolinas sigan siendo las opciones más baratas y accesibles para la sociedad, el mercado ignorará el impacto ambiental de las emisiones de gases de efecto invernadero.