El hidrógeno verde, producido a través de la electrólisis del agua con energía renovable, se presenta como una alternativa ecológica al hidrógeno gris derivado del gas natural. Sin embargo, su elevado costo de producción, actualmente alrededor de 5 dólares por kilogramo, plantea un desafío económico significativo en comparación con su contraparte gris. La necesidad de innovación en la tecnología de electrólisis del agua se vuelve crucial para lograr la viabilidad económica del hidrógeno verde, especialmente en regiones geográficas como Corea, donde la disponibilidad de energía renovable es limitada.

El Dr. Kyung Joong Yoon y su equipo de investigación en el Centro de Investigación de Materiales Energéticos del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) han dado un paso importante al desarrollar un nanocatalizador para la electrólisis del agua a alta temperatura. Este nanocatalizador muestra la capacidad de retener una alta densidad de corriente, superando 1 A/cm2 durante períodos prolongados a temperaturas superiores a 600 grados Celsius.

La electrólisis del agua puede clasificarse en baja y alta temperatura. Aunque la tecnología de baja temperatura es más madura, la electrólisis a alta temperatura, operando por encima de 600 grados Celsius, se considera una tecnología de próxima generación con mayor eficiencia y potencial para reducir costos. Sin embargo, la comercialización de la electrólisis a alta temperatura ha enfrentado desafíos debido a la falta de estabilidad térmica y una vida útil insuficiente, causada por la degradación a altas temperaturas, incluida la corrosión y la deformación estructural.

El equipo de investigación abordó este problema mediante una nueva técnica sintética de nanocatalizadores que suprime la formación de compuestos nocivos responsables de la degradación a alta temperatura. Al analizar detalladamente los fenómenos a nanoescala, identificaron sustancias específicas, como el carbonato de estroncio y el óxido de cobalto, que causaban alteraciones estructurales graves. Estas sustancias fueron eliminadas con éxito, logrando nanocatalizadores altamente estables en términos de propiedades químicas y físicas.

El nanocatalizador desarrollado duplicó la tasa de producción de hidrógeno y demostró una sorprendente estabilidad durante más de 400 horas a 650 grados Celsius en una celda de electrólisis de agua a alta temperatura. Este avance también se aplicó con éxito a una celda práctica de electrólisis de agua de gran superficie, destacando su potencial para escalarse y utilizarse comercialmente.

El Dr. Kyungjoong Yoon señaló que estos nanomateriales podrían contribuir a reducir el costo de producción del hidrógeno verde, haciendo que sea económicamente competitivo con el hidrógeno gris en el futuro. Además, expresó planes para desarrollar técnicas de procesamiento automatizadas en colaboración con fabricantes de células industriales, buscando así avanzar hacia la comercialización efectiva de esta tecnología innovadora.