Uno de los mayores retos en la producción de hidrógeno verde es la degradación de los catalizadores durante la electrólisis del agua, el proceso que separa el agua en oxígeno e hidrógeno usando electricidad. Con el tiempo, los metales que catalizan esta reacción pierden eficiencia, reduciendo su vida útil y aumentando los costes. Para afrontar este desafío, un equipo del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) ha desarrollado un innovador material híbrido que permite controlar cuándo un catalizador está activo o inactivo, como si tuviera un interruptor. El hallazgo se ha publicado en la revista Advanced Science.
El nuevo catalizador está formado por diminutas nanopartículas de paladio alojadas dentro de fibras huecas de carbono. Estas fibras tubulares protectoras tienen una estructura interna rugosa que actúa como barrera, evitando que las nanopartículas se agrupen y crezcan, lo cual degradaría su actividad. Pero lo realmente novedoso del nuevo trabajo es el mecanismo de control reversible: al introducir azufre en el sistema, los investigadores lograron que el catalizador pudiera cambiar entre un modo activo y un modo de reposo mediante una sencilla manipulación eléctrica. En el modo activo, el catalizador funciona con gran eficiencia para generar hidrógeno. En el modo de reposo, queda temporalmente inactivo, protegiendo al catalizador de procesos degradativos: “Hemos creado un sistema que permite encender y apagar el catalizador de forma controlada, lo que abre la puerta a un uso más eficiente y duradero en procesos industriales”, explica la investigadora Oportunius del CiQUS María Giménez López. La investigación ha contado con el apoyo financiero del CiQUS, que recibe financiación de la Unión Europea a través del Programa Galicia FEDER 2021–2027, un respaldo clave para el desarrollo de este trabajo.
Este cambio de estado se puede revertir fácilmente aplicando una señal eléctrica adecuada, que reactiva el material y le devuelve su capacidad para generar hidrógeno. Así, el catalizador puede alternar entre funcionamiento y pausa tantas veces como se necesite. Además de aumentar la durabilidad, este diseño permite una gestión inteligente del catalizador, activándolo solo cuando se necesita. Los investigadores también destacan que esta estrategia podría adaptarse a otros sistemas catalíticos. “Nuestro trabajo demuestra que se puede aumentar la vida útil de los catalizadores sin sacrificar su rendimiento. Esto podría tener un impacto muy relevante en tecnologías de energía limpia”, concluye Giménez López, quien ha liderado la investigación, un avance hacia una producción de hidrógeno más eficiente y sostenible, en línea con los objetivos de transición hacia una economía baja en carbono.
Referencia C. Herreros-Lucas, M. Guillén-Soler, L. Vizcaíno-Anaya, G. Murray, M. Aygün, J. M. Vila-Fungueiriño, M. del Carmen Giménez-López, Adaptive Catalytic Nanointerfaces for Controlled Hydrogen Evolution: an in Situ Electrochemical Approach. Adv. Sci. 2025, e05104. https://doi.org/10.1002/advs.202505104
