Australia rompe los límites naturales: convierte agua de mar en hidrógeno limpio gracias al Sol y al galio líquido

La producción de hidrógeno verde se ha convertido en uno de los grandes retos tecnológicos del siglo XXI. En este contexto, el uso de agua de mar apareció, curiosamente, como una opción estratégica para países con amplias costas, como España, donde el acceso a recursos hídricos es desigual. Sin embargo, las limitaciones técnicas y económicas han frenado su desarrollo.

Pero ahora, una investigación liderada por la Universidad de Sidney (Australia) plantea un sistema que emplea agua de mar y luz para generar hidrógeno sin necesidad de electricidad externa ni agua purificada. El planteamiento introduce un metal líquido como pieza central y redefine algunos de los supuestos tradicionales en este campo.

Australia logra hidrógeno a partir de agua de mar con luz solar: ¿Cómo lo hizo?

El estudio fue publicado en la revista Nature Communications y describe un método que utiliza galio líquido para extraer hidrógeno tanto de agua dulce como de agua de mar. La propuesta elimina varios de los obstáculos históricos asociados a la producción de hidrógeno verde, especialmente el elevado consumo energético y la dependencia de agua purificada.

El sistema funciona de forma relativamente sencilla: partículas de galio se suspenden en agua y, al exponerse a la luz solar o a iluminación artificial, se activa una reacción química en su superficie. Durante ese proceso, el galio reacciona con el agua y libera moléculas de hidrógeno.

El autor principal del estudio, Luis Campos, explicó que «ahora tenemos una forma de extraer hidrógeno sostenible utilizando agua de mar, que es fácilmente accesible, y dependiendo únicamente de la luz para la producción de hidrógeno verde».

Por su parte, el profesor Kourosh Kalantar-Zadeh señaló que «para la primera prueba de concepto consideramos que la eficiencia de esta tecnología es altamente competitiva». El equipo alcanzó una eficiencia máxima del 12,9% y trabaja en su mejora para una posible aplicación comercial.

¿Cuál es el papel del galio líquido en la producción con agua de mar?

El elemento clave del sistema es el galio, un metal con un punto de fusión bajo. Aunque a temperatura ambiente puede parecer sólido, se vuelve líquido a temperaturas cercanas a la corporal. Esta propiedad facilita su manipulación en condiciones relativamente simples.

Cuando el galio líquido entra en contacto con agua de mar y recibe luz, su superficie (normalmente poco reactiva) comienza a oxidarse. En esa reacción se forma galio oxihidróxido y se liberan moléculas de hidrógeno. El proceso no requiere catalizadores caros ni sistemas eléctricos complejos, a diferencia de la electrólisis convencional.

Uno de los aspectos más relevantes es que el sistema no exige agua purificada. La posibilidad de trabajar directamente con agua de mar reduce costes y simplifica infraestructuras. En el caso español, con miles de kilómetros de costa, este enfoque podría tener implicaciones estratégicas si llegara a escalarse industrialmente.

El propio Kalantar-Zadeh afirmó que «el galio no se había explorado antes como una forma de producir hidrógeno a altas tasas cuando está en contacto con agua; es una observación sencilla que se había ignorado previamente».

Desde luego, la investigación pone de relieve el potencial químico de los metales líquidos en aplicaciones energéticas.

Un proceso circular que reutiliza el metal

Además de emplear agua de mar como recurso abundante, el método incorpora un enfoque circular. Tras la reacción inicial, el galio transformado en galio oxihidróxido puede reconvertirse nuevamente en galio metálico y reutilizarse para futuras extracciones de hidrógeno.

Este detalle es relevante desde el punto de vista económico y ambiental. Al poder reciclar el metal dentro del propio sistema, se reduce la necesidad de reposición constante de materiales.

El equipo denomina este planteamiento como un proceso circular, ya que el elemento central no se consume de forma definitiva.

La investigación también apunta a la construcción de un reactor de escala intermedia para comprobar el rendimiento en condiciones reales. Hasta ahora, los ensayos se han centrado en pruebas de laboratorio, donde se ha validado la viabilidad química del modelo.

Los desafíos actuales a los que se enfrenta el empleo del hidrógeno verde

El hidrógeno se considera una alternativa energética para sectores donde la electrificación directa presenta dificultades, como el transporte pesado, la industria o determinadas actividades agrícolas. Cuando se produce a partir de fuentes renovables, se habla de hidrógeno verde.

Tradicionalmente, su obtención se basa en la separación de las moléculas de agua mediante electrólisis, fotocatálisis o plasma. Estos sistemas requieren un aporte energético elevado y, en muchos casos, agua purificada, lo que incrementa el coste final.

El uso directo de agua de mar ha planteado problemas por la presencia de sales y otros compuestos que interfieren en los procesos convencionales.

La propuesta desarrollada en Australia intenta sortear esas limitaciones al prescindir de electricidad externa y aprovechar únicamente la luz. Según los investigadores, la eficiencia inicial del 12,9% resulta competitiva en una fase temprana de desarrollo.

Cabe remarcar que como referencia histórica, las primeras células solares de silicio comenzaron con rendimientos inferiores y necesitaron décadas para superar determinados umbrales.

El siguiente paso del equipo es mejorar la eficiencia y avanzar hacia aplicaciones prácticas. Si el sistema logra escalarse, podría representar una vía adicional para producir hidrógeno verde a partir de agua de mar en zonas con alta disponibilidad solar.

Dicho todo esto, la evolución de esta línea de investigación determinará si el galio líquido puede consolidarse como alternativa en un mercado que busca soluciones viables, sostenibles y adaptables a distintas partes del mundo.