Uno de los principales problemas a los que se enfrenta la Humanidad es el agotamiento de los combustibles fósiles. El modelo energético, muy dependiente históricamente del petróleo y el carbón, ha empezado a buscar alternativas sostenibles, como son las energÃas renovables. Diferentes grupos de investigación, como el de la Universidad de Burgos, se han fijado en el hidrógeno, un elemento muy presente en la Tierra y con capacidad de convertirse en combustible.
«La energÃa solar es la principal fuente energética del planeta», indica Gabriel GarcÃa Herbosa, coordinador del grupo de investigación Amido de la Universidad de Burgos. A partir de la radiación solar se puede capturar directamente esta energÃa proveniente de la estrella, a partir de paneles, pero está detrás de otras formas de captación de energÃa. El viento se origina por el cambio de temperatura en la atmósfera que produce la acción del Sol, el oleaje también es producto de la circulación atmosférica.
Estas actividades también son aprovechables para producir electricidad. Incluso las plantas necesitan esta radiación para producir la fotosÃntesis, a través de la que se transforma el calor solar en energÃa quÃmica que dará lugar a la biomasa y la madera, de la que, en última instancia, surgieron los combustibles fósiles.
Desde la pasada década, apunta GarcÃa Herbosa, se sabe convertir el hidrógeno en electricidad o quemarlo como combustible. Este se emplea ya, por ejemplo, en los transbordadores. Sin embargo, aún quedan importantes procesos quÃmicos que son desconocidos. «Â¿Cómo podemos descomponer el agua a partir de la acción del Sol? ¿Como podremos separar los elementos de hidrógeno y oxÃgeno?», se pregunta el investigador.
«Ahà entra la QuÃmica con el empleo de catalizadores, que son los que hay que descubrir ahora», explica. La catálisis es el proceso por el cual se aumenta o disminuye la velocidad de una reacción quÃmica. En la hidrogenación, la adicción de hidrógeno a otro compuesto, los metales funcionan como catalizadores.
Diferentes grupos de investigación en el planeta investigan este tipo de substancias útiles para la producción de hidrógeno o de oxÃgeno. Gabriel GarcÃa Herbosa acaba de regresar de una estancia de seis meses en Estados Unidos, donde ha trabajado en la descomposición telequÃmica del agua, con la que se persigue almacenar la energÃa solar. Herbosa ha visitado las universidades de Carolina del Norte de Chapel Hill y Rochester, «punteras en este ámbito de la investigación».
Platino, rutenio, paladio
Los investigadores burgaleses trabajan, de una forma más modesta de estos grandes centros del conocimiento, en la búsqueda de catalizadores en metales escasos, como el paladio, el rutenio o el platino «con el horizonte de llevar los resultados a materiales más accesibles, como el hierro, el manganeso o el cobalto».
La investigación se encuentra, actualmente, en sus fases más tempranas. Reciente, cientÃficos de Suiza y Estados Unidos lograron un sistema de descomposición de agua y CO2 basado en el cerio, metal tan presente en la naturaleza como el cobre, con una eficiencia del 0’7%. Puede parecer un rendimiento escaso, pero GarcÃa Herbosa advierte que es un paso importante. Los resultados fueron publicados recientemente en Nature.
En estos momentos, la situación de este tipo de investigaciones básicas está «en una fase muy previa, similar a cuando comenzó la aeronáutica a principios del siglo XX y se lograba volar unos escasos 20 metros». Sin embargo, los investigadores están convencidos de lograr el éxito: «La naturaleza lo hace, los mismos combustibles fósiles se formaron de esta manera, solo es necesario reducir los tiempos». La clave, según el experto, ses «la creación de enlaces entre los átomos» que participan en el proceso. «cuando las plantas convierten dióxido de carbono, crean nuevos enlaces quÃmicos. Tenemos que buscar estos catalizadores para crear esos enlaces quÃmicos necesarios».
Sostenibilidad
En todo caso, el especialista cree que el trabajo en torno al hidrógeno es más sostenible para el planeta que el empleo de biocombustibles como substitutos de los derivados del petróleo. «Estos biocombustibles usan la naturaleza, los terrenos o las cosechas, para almacenar la energÃa proveniente del Sol. No podemos retirar terrenos cultivables para destinarlos a la producción de energÃa en vez de alimento, por lo que es necesario descubrir estos catalizadores». El grupo de investigación, precisamente, toma en nombre de un tipo de enlace quÃmico involucrado en estas acciones quÃmicas: amido.
Los investigadores de la Universidad de Burgos emplean técnicas espectroscópicas en sus investigaciones, como la resonancia magnética nuclear, la difracción de rayos X o la cromatografÃa de gases, esta última para analizar como se forman los combustibles solares. En sus experimentos irradian agua y comprueban los enlaces nuevos generados. En esencia, los cientÃficos emplean la energÃa solar para hacerla pasar al catalizador y allà se realizan los nuevos enlaces con los que se pretende obtener la mejora.
Fuente: DICYT