Australia convierte el agua del mar en el combustible del futuro: la clave está en un metal que transforma el líquido en hidrógeno limpio

El agua salada representa cerca del 97% de la hidrosfera y alrededor del 70% de la superficie terrestre, concentrándose principalmente en océanos y mares. En este contexto, un equipo de investigadores australianos de la Universidad de Sidney ha presentado un proyecto que podría abrir una vía alternativa para la producción de hidrógeno limpio, considerado uno de los combustibles del futuro. El trabajo, publicado en la revista científica Nature Communications, propone un sistema que aborda dos de los principales obstáculos del hidrógeno verde: el elevado consumo energético y la dependencia de agua dulce.

La novedad es que el método puede funcionar tanto con agua purificada como con agua salada, lo que amplía enormemente su potencial, ya que hasta ahora la producción requería agua tratada. La clave del éxito de este proyecto está en el galio, un metal con un punto de fusión relativamente bajo, que puede volverse líquido a temperatura ambiente. Según explican los investigadores, cuando este material entra en contacto con el agua y se expone a la luz solar, desencadena una reacción química capaz de liberar hidrógeno. «Ahora tenemos una forma de extraer hidrógeno sostenible utilizando agua de mar, que es fácilmente accesible, y basándonos únicamente en la luz para producir hidrógeno verde», explica el autor principal del estudio, Luis Campos.

Australia descubre el combustible del futuro

La investigación, liderada por el doctorando Luis Campos y el profesor Kourosh Kalantar-Zadeh, plantea un sistema capaz de obtener hidrógeno de forma eficiente a partir de un recurso tan abundante como el agua de mar. La clave de esta tecnología es el galio, un metal con un punto de fusión bajo que, cuando se dispersa en agua y recibe luz solar o artificial, desencadena una reacción química que permite liberar hidrógeno sin necesidad de procesos industriales complejos.

Durante esta reacción, el galio se transforma en oxihidróxido de galio mientras se produce hidrógeno. Después, este compuesto puede revertirse para recuperar el metal inicial, lo que da lugar a un sistema circular y reutilizable. Según Kalantar-Zadeh, este mecanismo evita varias de las limitaciones habituales en la producción tradicional de hidrógeno, que dependen del agua tratada y consumen mucha energía.

Funcionamiento

El núcleo del sistema es el galio, un metal con un punto de fusión muy bajo (aproximadamente 29,8 °C), lo que le permite pasar a estado líquido con sólo superar ligeramente la temperatura ambiente. En el experimento, los científicos dispersaron pequeñas gotas de galio líquido en agua, tanto dulce como salada, y las sometieron a luz solar o a iluminación artificial que simula la radiación solar.

Cuando la luz incidió sobre estas gotas, provoca un aumento de temperatura que rompe la fina capa de óxido que recubre el metal. Esto permite que el agua entre en contacto directo con el galio y se desencadene una reacción química en la que el metal se convierte en oxihidróxido de galio (GaOOH), al tiempo que se liberan burbujas de hidrógeno. Todo el proceso ocurre a temperaturas inferiores al punto de ebullición del agua y evita la formación de mezclas potencialmente peligrosas dentro del sistema.

El equipo probó el sistema utilizando tanto agua desionizada como agua de mar obtenida en zonas costeras. En el caso del agua marina, la reacción llegó a producir cerca del 98 % del hidrógeno teórico esperado en un periodo de unas tres horas. Uno de los aspectos más relevantes es que no fue necesario realizar un proceso previo de desalación, y además las sales presentes en el agua de mar no llegaron a inhibir de forma permanente la reacción, lo que sugiere una buena tolerancia del sistema a condiciones reales del entorno marino.

Economía del hidrógeno

El hidrógeno se considera el combustible del futuro porque no genera emisiones contaminantes, sino agua, razón por la cual mejorar su producción es fundamental para avanzar hacia sistemas energéticos más sostenibles. El equipo australiano ha logrado una eficiencia inicial del 12,9%, considerada prometedora en esta etapa temprana. Actualmente trabajan en aumentar el rendimiento y escalar la tecnología para su posible aplicación industrial, con el objetivo de convertirla en una alternativa real a los combustibles fósiles.

El equipo calcula que cada kilogramo de galio puede producir alrededor de 43 gramos de hidrógeno, con un contenido energético cercano a 1,44 kWh. Para volver a dejar listo ese kilogramo de galio para un nuevo ciclo, el proceso de «recarga» requiere aproximadamente 2,5 kWh de energía. Teniendo en cuenta la luz solar como fuente gratuita, esto se traduce en una eficiencia global de ida y vuelta de en torno al 57,6 %.

«En el camino hacia una Europa climáticamente neutra y un planeta más limpio, bajo el Pacto Verde Europeo, es esencial renovar el suministro energético general y crear un sistema energético totalmente integrado. La transición verde de la economía de la unión debe combinarse con el acceso a una energía limpia, asequible y segura para las empresas y los consumidores. Según algunas investigaciones, las energías renovables podrían suministrar una parte sustancial del mix energético europeo en 2050, del cual el hidrógeno podría representar hasta el 20%, en particular el 20-50% de la demanda de energía en el transporte y el 5-20% en la industria», detalla el Parlamento Europeo.