Un equipo de investigadores de la Universidad de Birmingham, en Reino Unido, y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pekín, en China, desarrolló un catalizador basado en perovskita capaz de reducir hasta 500 °C la temperatura requerida en una de las etapas de producción termoquímica de hidrógeno. El estudio, publicado en mayo de 2026 en la revista International Journal of Hydrogen Energy, plantea una alternativa para obtener este combustible utilizando calor y agua, sin depender directamente del proceso convencional de electrólisis.
La tecnología utiliza una familia de materiales compuestos por bario, calcio, niobio e hierro, denominados BNCF. Su estructura permite liberar y captar oxígeno mediante reacciones químicas sucesivas, lo que facilita la separación del agua y la obtención de hidrógeno. A diferencia de los procesos termoquímicos que requieren temperaturas cercanas a 1.300 y 1.500 °C para reducir determinados óxidos, los investigadores consiguieron trabajar con el nuevo material a temperaturas de hasta 1.000 °C en esa etapa.
El procedimiento comprende dos fases: primero se calienta el material para liberar oxígeno y posteriormente se lo hace reaccionar con vapor de agua, generando hidrógeno mientras recupera su composición inicial. En los ensayos, el equipo identificó una formulación denominada BNCF100, que permitió producir hidrógeno durante el enfriamiento hasta temperaturas de 150 °C. Esto no significa que todo el proceso funcione a esa temperatura, ya que sigue siendo necesario aportar calor considerablemente mayor en la etapa inicial.
Los resultados mostraron que, durante diez ciclos consecutivos con una etapa de calentamiento a 1.000 °C, el material alcanzó una producción promedio de 1.014 micromoles de hidrógeno por gramo y ciclo. Los análisis mediante difracción de rayos X también mostraron escasas alteraciones estructurales, aunque la duración de las pruebas todavía es insuficiente para establecer su comportamiento durante años de operación industrial.
Producción de hidrógeno utilizando calor residual industrial
Una de las aplicaciones que estudian los investigadores es aprovechar el calor residual generado por instalaciones siderúrgicas, cementeras, fábricas de vidrio y plantas químicas. La posibilidad de utilizar parte de esa energía para producir hidrógeno cerca de los centros de consumo podría disminuir las necesidades de transporte y almacenamiento, aunque su viabilidad dependerá de la temperatura y disponibilidad del calor recuperado.
El equipo encabezado por el profesor Yulong Ding también desarrolló una evaluación económica preliminar para comparar esta tecnología con la electrólisis alimentada por energías renovables y con la producción de hidrógeno a partir de gas natural acompañada de captura de carbono.
El análisis, difundido como documento preliminar, considera instalaciones hipotéticas con una capacidad de 200 toneladas anuales y una vida útil de 30 años. Bajo sus supuestos, el nuevo proceso presenta costos estimados inferiores a los del hidrógeno obtenido mediante electrólisis en las cinco regiones evaluadas. Sin embargo, estas proyecciones dependen de variables como la recuperación de calor, el rendimiento del material y los precios de la electricidad, por lo que no representan costos demostrados en una planta comercial.
La Universidad de Birmingham informó que presentó una solicitud de patente para proteger la utilización de estos catalizadores y que busca socios para continuar su desarrollo. El siguiente desafío será comprobar si la tecnología mantiene su productividad, estabilidad y ventajas económicas en instalaciones de mayor escala, más allá de los diez ciclos evaluados experimentalmente.
REDIMIN Responde
¿Qué avance lograron los investigadores en la producción termoquímica de hidrógeno?
Desarrollaron un catalizador basado en perovskita que reduce hasta 500 °C la temperatura requerida en una de las etapas de producción termoquímica de hidrógeno, permitiendo trabajar a temperaturas de hasta 1.000 °C en lugar de las habituales 1.300 a 1.500 °C.
¿Qué materiales componen el nuevo catalizador desarrollado por los investigadores?
El catalizador está compuesto por una familia de materiales que incluyen bario, calcio, niobio e hierro, denominados BNCF, que facilitan la separación del agua y la obtención de hidrógeno mediante reacciones químicas sucesivas.
¿Cuál es la producción promedio de hidrógeno lograda en los ensayos con el nuevo material?
Durante los ensayos, el material alcanzó una producción promedio de 1.014 micromoles de hidrógeno por gramo y ciclo, manteniendo su estructura con escasas alteraciones tras diez ciclos consecutivos de calentamiento a 1.000 °C.
¿Qué aplicaciones potenciales tiene el nuevo proceso de producción de hidrógeno?
Una de las aplicaciones potenciales es utilizar el calor residual de instalaciones siderúrgicas, cementeras, fábricas de vidrio y plantas químicas para producir hidrógeno cerca de los centros de consumo, lo que podría reducir las necesidades de transporte y almacenamiento.
¿Cómo se compara económicamente el nuevo proceso con la electrólisis y la producción de hidrógeno a partir de gas natural?
El análisis económico preliminar sugiere que el nuevo proceso presenta costos estimados inferiores a los del hidrógeno obtenido mediante electrólisis en las cinco regiones evaluadas, aunque estas proyecciones dependen de variables como la recuperación de calor y los precios de la electricidad.
