Un reciente estudio presenta una nueva perovskita capaz de producir hidrógeno verde al dividir agua en un proceso isotermo a tan solo 800°C, una temperatura que se puede alcanzar utilizando energía solar. El material genera hidrógeno y oxígeno de forma estable y reversible, sin degradarse tras múltiples ciclos. Este resultado abre nuevas vías para desarrollar tecnologías de producción de hidrógeno más simples y sostenibles.
El hidrógeno verde —producido a partir de agua y energías renovables— se ha convertido en una de las grandes esperanzas para descarbonizar sectores como la industria, el transporte y la generación eléctrica. Sin embargo, las tecnologías actuales aún presentan retos importantes, ya sea porque requieren mucha energía y materiales costosos o bien porque emplean procesos poco estables a largo plazo. En este contexto, encontrar nuevos materiales capaces de generar hidrógeno de forma eficiente y sostenible es una prioridad científica global.
Nuestro equipo multidisciplinar, formado por investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid, la Universidad San Pablo-CEU, CUNEF Universidad, la Universidad Complutense de Madrid y el ESRF-ICMM (CSIC), ha logrado un avance notable: una perovskita compuesta por estroncio, hierro, molibdeno y oxígeno (SFMO) capaz de dividir la molécula de agua y producir hidrógeno y oxígeno a 800°C, una temperatura relativamente baja que puede alcanzarse empleando energía solar concentrada. Frente a vías más extremas como la termólisis directa, que requiere superar los 3000°C, su funcionamiento isotérmico a 800°C y su alta estabilidad convierten a este material en un excelente candidato para tecnologías de división de agua impulsadas por calor renovable.
¿Qué hace especial a la perovskita SFMO?
Las perovskitas son óxidos con una estructura muy particular. Su flexibilidad química permite ajustar propiedades que influyen directamente en cómo interactúan con moléculas como el agua. En este trabajo, una pequeña cantidad de molibdeno contribuye a estabilizar la perovskita y a mantener un comportamiento reversible y estable tras múltiples ciclos. Uno de los aspectos más destacables del material, cuya fórmula química es SrFe₀.₉Mo₀.₁O₃−δ, es su robustez estructural. Experimentos realizados in operando — en condiciones reales de operación — mediante difracción de rayos X con radiación de sincrotrón, muestran que este material se expande ligeramente a causa de la producción de hidrógeno al interactuar con el agua y vuelve a su estado inicial al cortar el flujo. Este comportamiento se repite de forma reproducible incluso tras 30 ciclos consecutivos, sin señales de degradación apreciable, un requisito clave para cualquier aplicación tecnológica.
Pruebas directas de producción de hidrógeno
Para confirmar sin ambigüedades el origen del hidrógeno, el experimento decisivo se realizó en condiciones de ultra alto vacío utilizando agua pesada (D₂O). El hidrógeno detectado aparece en forma de deuterio (D2), señal inequívoca de que procede del agua introducida en la cámara y no de agua residual (H2O) que pudiera estar presente en el sistema experimental. Además, se observa una señal correspondiente al oxígeno liberado durante la misma reacción, lo que demuestra que el proceso ocurre de manera simultánea y controlada.
Un mecanismo diferente al convencional
Aunque en muchos materiales la producción de hidrógeno se explica mediante ciclos de oxidación–reducción (redox), las mediciones indican que este no es el caso de la persovskita analizada. A 800°C, el material libera oxígeno, pero al introducir agua no lo recupera, lo que sugiere que la reacción no sigue el mecanismo clásico. Aun así, se detecta hidrógeno y el material responde de forma reversible y estable en ciclos, lo que sugiere rutas alternativas con potencial para futuros reactores solares de producción de combustibles.
Un paso más hacia el hidrógeno sostenible
Estos resultados muestran que la perovskita SFMO combina actividad, estabilidad y reutilización a temperaturas moderadas, lo que la sitúa como una candidata sólida para producir hidrógeno verde empleando energía solar. En plena transición energética, materiales como el SFMO pueden ayudar a acercar esta producción sostenible a las necesidades industriales.
Referencia
Gloria Anemone, María T. Azcondo, Alvaro Muñóz-Noval, Amjad Al Taleb, Juan Rubio-Zuazo, Daniel Farías, Ulises Amador. Green Hydrogen Production via Water Splitting Using SrFe0.9Mo0.1O3−δ Perovskite as a Catalyst. Small Structures 2025, e202500544. https://doi.org/10.1002/sstr.202500544
Autores del artículo divulgativo:
Daniel Farías Tejerina
Departamento de Física de la Materia Condensada
Universidad Autónoma de Madrid
Gloria Anemone
Departamento de Matemáticas
CUNEF Universidad
Fuente: Scientias
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