Suena raro pero la ciencia lo avala: se llama ‘espuma de hierro’ y es un material que podría revolucionar la producción de hidrógeno verde

Un equipo de la Universidad de Sevilla y la Universidad Sapienza de Roma ha desarrollado un material denominado «espuma de hierro» con el que es posible producir hidrógeno verde de altísima pureza (99,999 %) a partir de bioetanol y vapor de agua. El proceso funciona a temperaturas moderadas, entre 675 y 750 °C, sin necesidad de catalizadores de metales escasos.

El estudio fue liderado por Ranier Sepúlveda, profesor titular del Departamento de Ingeniería y Ciencia de los Materiales y del Transporte de la Universidad de Sevilla y autor correspondiente del trabajo. También participó Martina Damizia, investigadora del Departamento de Ingeniería Química, Materiales y Medio Ambiente de la Universidad Sapienza de Roma.

El artículo fue publicado en la revista Journal of Environmental Chemical Engineering en enero de 2026.

¿Cómo produce hidrógeno verde la ‘espuma de hierro’ de la Universidad de Sevilla?

El material son espumas de óxido de hierro (hematita) con una estructura porosa abierta fabricadas mediante congelación dirigida (freeze-casting). La técnica crea canales interconectados que facilitan el flujo del gas y el contacto con el material sin generar caídas de presión elevadas en el reactor.

El proceso de producción de hidrógeno consta de dos etapas. En la primera, el bioetanol reacciona con el oxígeno de la espuma y se convierte en gas de síntesis (con una relación H₂/CO de aproximadamente 1,8 y una conversión del etanol del 99,8 %).

En la segunda, el vapor de agua oxida el material reducido y libera hidrógeno ultrapuro con una concentración de monóxido de carbono inferior a 10 partes por millón, dentro del rango que exigen las celdas de combustible PEM.

La pureza del hidrógeno obtenido (99,999 %) hace que el gas sea directamente compatible con las celdas de combustible de membrana de intercambio protónico sin necesidad de etapas adicionales de limpieza, una de las principales barreras de los métodos actuales de producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables.

¿Por qué el titanio y el aluminio mejoran el rendimiento de la espuma de hierro?

Las espumas de hierro puro presentan un problema conocido, ya que los iones de hierro migran del interior a la superficie durante los ciclos de reducción y oxidación.

Ese proceso forma una capa densa que bloquea la reacción y desactiva el material (efecto Kirkendall). La adición de dióxido de titanio (TiO₂) interrumpe esas rutas de difusión, mejora la movilidad del oxígeno y evita que se forme esa capa pasivante.

El óxido de aluminio (Al₂O₃) aporta estabilidad térmica e impide que los granos del material se fundan entre sí a alta temperatura. La proporción óptima identificada en el estudio es un 3 % de TiO₂ y un 2 % de Al₂O₃, lo que supone tan solo un 5 % total de aditivos sobre la matriz de hierro. Esta composición (denominada Fe2Al3Ti) es la única de las probadas que mantiene un rendimiento estable a partir del tercer ciclo de uso.

En las pruebas de estabilidad con diez ciclos consecutivos, la espuma Fe2Al3Ti produjo de forma constante 7,1 milimoles de hidrógeno por gramo de material a 675 °C, manteniendo la pureza por encima del umbral requerido por las celdas de combustible.

¿Qué eficiencia energética tiene el proceso de espuma de hierro para producir hidrógeno verde?

La eficiencia energética total del ciclo (que incluye tanto el hidrógeno de la fase de oxidación como el gas de síntesis de la reducción) se mantiene entre el 97 y el 98,5 % en todo el rango de temperaturas ensayado.

Este dato refleja que el gas de síntesis generado en la primera etapa no es un residuo, sino un coproducto de valor que sirve para la síntesis de metanol, combustibles sintéticos o reactores de desplazamiento de gas de agua.

El uso del bioetanol como combustible renovable convierte el proceso en una vía de producción de energía limpia con una huella de carbono significativamente menor que la del reformado de gas natural, que es hoy el método más extendido para obtener hidrógeno a escala industrial.

Los autores del estudio señalan que los resultados representan un paso hacia procesos industriales escalables para la producción conjunta de hidrógeno y gas de síntesis a partir de biocarburantes.