Desarrolla Tec de Monterrey electrocatalizadores para impulsar la producción de hidrógeno verde

junio 9, 2026 Desactivado Por Redacción

El equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey desarrolla electrocatalizadores de bajo costo para la producción eficiente de hidrógeno verde, con el objetivo de contribuir a la búsqueda de soluciones sostenibles frente al cambio climático. El trabajo científico lo lidera el Dr. Jorge Luis Cholula Díaz junto con el Dr. Marcelo Videa y el Dr. Faiz Sultan, quienes publican los resultados en la revista científica ChemNanoMat.

La investigación reporta un avance en el campo de las energías renovables mediante el diseño de materiales capaces de mejorar la eficiencia de procesos asociados con la generación de hidrógeno verde. El estudio se enfoca en reducir los costos de producción mediante el uso de materiales más accesibles que los empleados actualmente por la industria.

Los investigadores explican que el hidrógeno verde se obtiene mediante electrólisis del agua, un proceso que separa las moléculas de agua utilizando electricidad. Durante este procedimiento, la denominada Reacción de Evolución de Oxígeno representa uno de los principales desafíos debido a su baja velocidad y complejidad operativa.

Actualmente, diversos sistemas industriales emplean metales como iridio y rutenio para acelerar esta reacción química. Sin embargo, esos materiales presentan costos elevados y disponibilidad limitada, factores que incrementan el precio de producción del hidrógeno verde.

La propuesta del Tecnológico de Monterrey sustituye esos metales por ferritas de tipo espinela basadas en hierro, materiales que ofrecen estabilidad estructural y propiedades electrónicas adecuadas para procesos de electrocatálisis. Estas características permiten acelerar reacciones químicas utilizando menor cantidad de energía.

Utilizan nanotecnología para mejorar la eficiencia energética

El Dr. Jorge Luis Cholula Díaz señala que uno de los retos consiste en trasladar las tecnologías sostenibles desde el laboratorio hacia aplicaciones industriales viables económicamente. Según explica, el control del tamaño de las nanopartículas permitió que la ferrita de cobalto alcanzara niveles de desempeño relevantes para futuras aplicaciones industriales.

Para fabricar estos materiales, el equipo científico emplea una técnica desarrollada por la Dra. Margarita Sánchez, investigadora del CIMAV. El método utiliza una microemulsión bicontinua formada por agua y aceite, que funciona como una red de nanorreactores capaces de producir partículas con dimensiones uniformes.

La uniformidad obtenida en las nanopartículas permite maximizar el área superficial disponible para las reacciones químicas. Esta condición favorece el desempeño de los materiales durante los procesos de electrólisis y mejora el aprovechamiento de la energía suministrada al sistema.

Pruebas confirman estabilidad y reducción del consumo energético

Las pruebas realizadas en medios alcalinos similares a los utilizados en aplicaciones industriales muestran que la ferrita de cobalto requiere menor sobrepotencial para iniciar la liberación de oxígeno durante la electrólisis. Esto significa que demanda menos energía adicional para activar el proceso químico.

Los investigadores también observan una pendiente de Tafel reducida, parámetro que indica la rapidez con la que aumenta la actividad catalítica cuando se incrementa el suministro eléctrico. Los resultados sugieren que el material responde con rapidez a los estímulos energéticos y acelera la producción de oxígeno.

Otra ventaja identificada corresponde a la estructura microscópica del material. Las nanopartículas ofrecen una gran cantidad de sitios activos disponibles para interactuar con moléculas de agua, mientras que su resistencia al paso de la corriente eléctrica permanece relativamente baja, facilitando el flujo de electrones durante la reacción.

Las pruebas de laboratorio también muestran que la ferrita de cobalto mantiene su desempeño durante periodos prolongados de operación continua. Los investigadores registran estabilidad estructural y funcional sin evidencias de degradación significativa, un requisito necesario para aplicaciones industriales.

El proyecto se alinea con la estrategia de sostenibilidad del Tecnológico de Monterrey y con los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas, particularmente aquellos relacionados con energía asequible, energía no contaminante y acción climática.

Los resultados indican que la fabricación de catalizadores eficientes mediante materiales abundantes y procesos químicos accesibles podría facilitar la adopción del hidrógeno verde en sectores industriales con altos niveles de emisiones, incluyendo transporte pesado, aviación y manufactura, mediante esquemas de producción con costos más competitivos.

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