Un desarrollo del Instituto Tecnológico Technion, en Israel, permite producir hidrógeno y compuestos químicos de valor industrial mediante un sistema electroquímico sin membranas. La innovación podría mejorar la competitividad de los combustibles limpios y ampliar sus aplicaciones en sectores intensivos en energía.
Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico Technion, en Israel, desarrolló un nuevo proceso electroquímico que alcanzó un 98% de eficiencia de corriente en la producción de hidrógeno y en la síntesis simultánea de compuestos químicos industriales. La tecnología representa una alternativa a los sistemas tradicionales de electrólisis y abre nuevas posibilidades para reducir los costos asociados a la producción de hidrógeno verde, un energético que despierta creciente interés en la minería, el transporte pesado y las industrias de alta demanda energética.
El desarrollo, presentado en octubre de 2026 y publicado científicamente en Nature Communications, introduce una modificación en el funcionamiento convencional de los electrolizadores: en lugar de producir oxígeno como resultado de una de las reacciones electroquímicas, el sistema genera epóxidos, sustancias utilizadas en la fabricación de polímeros, recubrimientos, adhesivos y productos químicos especializados.
Esta combinación permite obtener dos productos con aplicaciones comerciales dentro de un mismo proceso, lo que podría mejorar la economía de futuras instalaciones de hidrógeno renovable.
Cómo funciona la tecnología que alcanza 98% de eficiencia
La producción convencional de hidrógeno verde utiliza electricidad procedente de fuentes renovables para separar las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Aunque esta tecnología permite obtener hidrógeno sin las emisiones directas asociadas a su fabricación mediante combustibles fósiles, enfrenta dificultades económicas relacionadas con el consumo eléctrico, los equipos y los costos de operación.
El nuevo sistema desarrollado por Technion modifica la reacción electroquímica que normalmente genera oxígeno y la reemplaza por una ruta de síntesis de epóxidos.
El resultado experimental alcanzó una eficiencia faradaica del 98% en ambas reacciones, lo que significa que aproximadamente el 98% de la carga eléctrica utilizada contribuyó a generar los productos químicos previstos.
Esta cifra requiere una distinción técnica: no significa que el equipo convierta el 98% de toda la energía eléctrica consumida en energía contenida en el hidrógeno. La eficiencia faradaica mide el aprovechamiento de la carga eléctrica en las reacciones deseadas, mientras que la eficiencia energética total depende también del voltaje, las pérdidas eléctricas y otras condiciones de funcionamiento.
La investigación también obtuvo densidades de corriente consideradas compatibles con aplicaciones de electrólisis a escala industrial, aunque todavía se necesitan pruebas adicionales para demostrar su desempeño continuo en instalaciones comerciales.
Electrólisis sin membranas: una alternativa para reducir complejidad
Uno de los aspectos más relevantes del desarrollo es la utilización de un sistema de electrólisis sin membranas.
En numerosos electrolizadores convencionales, las membranas cumplen funciones de separación entre las reacciones que ocurren en los electrodos. Estos componentes influyen en el diseño, los materiales empleados, el mantenimiento y el costo de los equipos.
La tecnología de Technion utiliza una configuración electroquímica que permite separar funcionalmente las reacciones sin recurrir a una membrana convencional.
El sistema combina electrodos, un mediador redox, un entorno de solventes y condiciones operacionales especialmente diseñadas para producir hidrógeno y epóxidos.
La investigación fue encabezada por el profesor Avner Rothschild, de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales de Technion, y el investigador posdoctoral Guilin Ruan.
El equipo también presentó una solicitud de patente en Estados Unidos, una etapa orientada a proteger los desarrollos tecnológicos derivados de la investigación.
Aunque la eliminación de membranas podría simplificar determinados componentes, todavía debe establecerse si esa ventaja se traduce en menores costos totales cuando se consideran los reactivos, la recuperación de productos, la durabilidad y el funcionamiento industrial.
Por qué este avance puede interesar a la minería chilena
El desarrollo tiene especial relevancia para sectores que buscan reemplazar combustibles fósiles en operaciones donde la electrificación directa presenta dificultades técnicas.
En Chile, la minería del cobre enfrenta el desafío de reducir emisiones provenientes del consumo de combustibles en transporte, movimiento de materiales, generación térmica y otras actividades operacionales.
Entre las aplicaciones potenciales del hidrógeno renovable destacan los sistemas de transporte pesado, equipos industriales y determinados procesos térmicos. Sin embargo, su incorporación depende de factores como el costo del combustible, su disponibilidad, la infraestructura de almacenamiento y las tecnologías de utilización.
La minería de gran escala presenta condiciones particularmente exigentes.
Los camiones de extracción deben movilizar grandes cargas, operar durante extensas jornadas y mantener altos niveles de disponibilidad. Cualquier alternativa energética debe cumplir requisitos de potencia, autonomía, seguridad y continuidad operacional.
Por esta razón, una eventual reducción del costo de producción del hidrógeno podría favorecer su evaluación frente a otras alternativas de descarbonización, incluyendo equipos eléctricos alimentados por baterías y sistemas de asistencia eléctrica.
El aporte potencial de la tecnología israelí no está únicamente en producir hidrógeno, sino en incorporar ingresos adicionales mediante productos químicos comercializables.
Este modelo podría modificar la evaluación económica de algunas plantas productoras, aunque su conveniencia dependerá de la existencia de compradores para los epóxidos y de los costos asociados a su fabricación.
Producción simultánea de químicos: una nueva variable económica
El hidrógeno verde enfrenta una dificultad estructural: necesita competir con procesos de producción convencionales que cuentan con infraestructura instalada, cadenas de suministro consolidadas y economías de escala.
La electricidad representa una parte fundamental del costo de producción mediante electrólisis, pero no es el único factor relevante.
También influyen la inversión inicial, la utilización anual de los equipos, el financiamiento, el mantenimiento y las instalaciones auxiliares.
La posibilidad de generar productos químicos junto con el hidrógeno introduce una fuente complementaria de valor.
Los epóxidos tienen aplicaciones en distintas cadenas manufactureras, especialmente en la producción de materiales poliméricos, recubrimientos protectores y adhesivos.
En una instalación comercial, estos compuestos podrían contribuir a compensar parte de los costos del proceso, siempre que exista una demanda suficiente y que los gastos de materias primas, separación y comercialización no superen los beneficios obtenidos.
No obstante, producir dos materiales comercializables también aumenta las exigencias logísticas y operacionales.
Una planta de este tipo necesitaría gestionar tanto la distribución del hidrógeno como el abastecimiento de reactivos y la venta de los productos químicos obtenidos.
Por lo tanto, la viabilidad económica no puede determinarse únicamente a partir de la eficiencia experimental alcanzada.
Energía renovable y competitividad industrial en Chile
Chile cuenta con condiciones favorables para desarrollar proyectos de hidrógeno renovable, particularmente por la disponibilidad de recursos solares en el norte y eólicos en el extremo sur.
En las regiones mineras del norte, la posibilidad de combinar generación renovable con demanda industrial cercana constituye una ventaja potencial para proyectos que busquen reducir costos de transporte y distribución.
Sin embargo, la competitividad de estas iniciativas también depende de la disponibilidad de agua, la infraestructura eléctrica, los permisos, las instalaciones de almacenamiento y la existencia de contratos de suministro de largo plazo.
La tecnología de Technion podría ampliar las opciones disponibles para futuros proyectos industriales, especialmente cuando exista integración entre producción energética y demanda química.
Para la minería chilena, una eventual aplicación requeriría demostrar que el hidrógeno obtenido cumple las especificaciones técnicas necesarias y que su costo final resulta competitivo frente a otras soluciones energéticas.
Además, las faenas ubicadas en zonas aisladas presentan desafíos particulares relacionados con el transporte de insumos, la seguridad operacional y la continuidad de suministro.
Estos factores serán determinantes para evaluar si una tecnología desarrollada inicialmente en laboratorio puede transformarse en una alternativa comercial para grandes consumidores industriales.
Qué falta para llevar la innovación a escala comercial
Pese a los resultados obtenidos, el sistema todavía se encuentra en una etapa de desarrollo tecnológico.
La investigación permitió demostrar la viabilidad electroquímica de producir hidrógeno y epóxidos de manera simultánea, pero aún no acredita su competitividad económica a escala comercial.
Entre los aspectos pendientes se encuentran la estabilidad de los materiales durante operaciones prolongadas, la eficiencia energética integral, la recuperación de los productos químicos y el comportamiento del sistema bajo condiciones industriales.
También será necesario determinar los costos de construcción y mantenimiento, así como la disponibilidad de insumos para una eventual producción continua.
Otro desafío corresponde a la integración con fuentes renovables variables, cuya generación cambia según las condiciones solares y eólicas.
Los futuros electrolizadores deberán demostrar capacidad para adaptarse a estas fluctuaciones sin comprometer la seguridad, la eficiencia ni la vida útil de sus componentes.
La investigación contó con apoyo del Consejo Europeo de Investigación mediante el proyecto H2Bro y forma parte de iniciativas académicas orientadas al aprovechamiento de recursos y la valorización de productos industriales.
Una tecnología que podría cambiar la economía del hidrógeno verde
El avance de Technion refleja una tendencia en la investigación energética: desarrollar procesos que no solo reduzcan el consumo de recursos, sino que también permitan obtener mayor valor económico de cada instalación industrial.
En lugar de concentrarse exclusivamente en la producción de hidrógeno, el nuevo enfoque incorpora la síntesis de sustancias utilizadas por otras industrias.
Para países productores de minerales como Chile, esta evolución tecnológica merece atención por sus posibles efectos sobre los costos de descarbonización, la demanda de energías renovables y la integración de nuevas cadenas industriales.
El resultado experimental de 98% de eficiencia faradaica constituye una señal relevante sobre el potencial de la electroquímica avanzada, pero todavía no equivale a una solución comercial disponible para las operaciones mineras.
La siguiente etapa será demostrar que el sistema puede mantener su rendimiento durante períodos prolongados, operar con costos competitivos y encontrar mercados suficientes para ambos productos.
Si esas condiciones se cumplen, la producción simultánea de hidrógeno y compuestos químicos podría convertirse en una alternativa para proyectos energéticos e industriales que buscan reducir emisiones sin perder competitividad, un desafío cada vez más relevante para el futuro de la minería chilena.
REDIMIN Responde
¿Qué innovación ha desarrollado el Instituto Tecnológico Technion en Israel?
El Instituto Tecnológico Technion ha desarrollado un sistema electroquímico sin membranas que permite producir hidrógeno y compuestos químicos de valor industrial con un 98% de eficiencia de corriente.
¿Cuál es la eficiencia faradaica del nuevo proceso electroquímico desarrollado por Technion?
El nuevo proceso electroquímico desarrollado por Technion alcanzó una eficiencia faradaica del 98% en la producción de hidrógeno y la síntesis de compuestos químicos industriales.
¿Qué productos genera el nuevo sistema electroquímico en lugar de oxígeno?
El nuevo sistema electroquímico genera epóxidos en lugar de oxígeno, los cuales son utilizados en la fabricación de polímeros, recubrimientos, adhesivos y productos químicos especializados.
¿Qué ventajas presenta el sistema de electrólisis sin membranas desarrollado por Technion?
El sistema de electrólisis sin membranas desarrollado por Technion podría reducir la complejidad y los costos asociados a los equipos, ya que elimina la necesidad de membranas convencionales que separan las reacciones en los electrodos.
¿Por qué el desarrollo del Technion es relevante para la minería chilena?
El desarrollo es relevante para la minería chilena porque podría ofrecer una alternativa para reducir las emisiones de combustibles fósiles en operaciones mineras, especialmente en el transporte pesado y procesos térmicos, al potencialmente reducir el costo de producción del hidrógeno renovable.
