Investigadores de la Universidad de Tel Aviv afirman haber creado hidrógeno “verde”, que definen como el producido sin emisiones nocivas de dióxido de carbono, pero que conserva toda su eficiencia.
Un estudio basado en sus hallazgos se publicó en la revista académica Carbon Energy.
En la actualidad, el hidrógeno se utiliza ampliamente en numerosas aplicaciones industriales, como la alimentación de generadores, automóviles y la producción de fertilizantes. Sin embargo, el 95 % del hidrógeno se genera a partir de carbón o gas natural, lo que supone entre 9 y 12 toneladas de emisiones de CO₂ por tonelada de hidrógeno.
¿Cómo se produjo hidrógeno limpio en la Universidad de Tel Aviv?
El grupo del TAU usó un biocatalizador y una enzima unidos a un electrodo mediante un gel a base de agua. Más del 90 % de los electrones inyectados se depositaron directamente en el hidrógeno, sin procesos intermedios.
Itzhak Grinberg, estudiante de doctorado que ayudó a dirigir el experimento, declaró: “El hidrógeno es muy escaso en la atmósfera, aunque lo producen enzimas de organismos microscópicos, que reciben la energía de procesos de fotosíntesis”. Por eso “electrificamos” las enzimas en el laboratorio. Es decir, en lugar del Sol, la energía se extrae de un electrodo.
Sin embargo, la dificultad de producir hidrógeno en un laboratorio radica en que la enzima suele “huir” de la carga eléctrica. La enzima se mantiene en su sitio gracias al hidrogel.
El profesor Iftach Yacoby, de la Facultad de Ciencias Vegetales y Seguridad Alimentaria del TAU, que supervisó el experimento, declaró: “El material del gel en sí es conocido, pero nuestra innovación consiste en utilizarlo para producir hidrógeno”. Sumergimos un electrodo en un gel que contiene una enzima llamada hidrogenasa, que cataliza la formación de hidrógeno gaseoso. El hidrógeno puede producirse con altos rendimientos y en condiciones ventajosas para la enzima, como en agua salada (mientras que la electrólisis requiere agua pura), gracias a la capacidad del gel para retener la enzima durante largos periodos de tiempo, incluso sometida a tensión eléctrica.
El grupo demostró además que la hidrogenasa podía fijar varias enzimas al electrodo, probando el gel con dos enzimas adicionales.
En la actualidad, el hidrógeno “verde” se produce principalmente mediante electrólisis, que requiere el uso de metales preciosos y raros como el platino, además de la destilación del agua, lo que hace que el hidrógeno verde sea hasta 15 veces más caro que el contaminante “gris”, según explicó el estudiante de doctorado y codirector del experimento Oren Ben-Zvi.
El método del TAU tiene el potencial de reducir el coste de producción del hidrógeno verde, lo que aumentaría su empleo en más empresas y en la agricultura y, en última instancia, reduciría las emisiones de CO₂ y mejoraría la salud mundial.
Según la investigación, el planteamiento de TAU resulta atractivo para una amplia gama de biocatalizadores debido a su sencilla inmovilización y a sus poco exigentes requisitos medioambientales. Esto significa que no se limita a operaciones electroquímicas, sino que tiene un amplio potencial.
Lihi Adler-Abramovich, catedrática de Odontología y directora del Centro de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad, dirigió el proyecto.
