El mundo camina hacia la economía sostenible. En esa dirección, plagada de obstáculos, la ciencia trata de encontrar las respuestas que aúnan conceptos como menor impacto ambiental con mayor rentabilidad. Un investigador de Alicante recoge ambas cuestiones para un nuevo dispositivo alternativo a los motores de combustión alterna típica de los motores convencionales de los vehículos.
Se trata, en resumidas cuentas, de una pila de hidrógeno o de combustible obtenida de las energías renovables. La propuesta ha sido elaborada por el alumno de la Universidad de Alicante (UA) Javier Quílez Bermejo (Alicante, 1994) cuya tesis titulada 'Design of N-doped carbon materials for ORR electrocatalysts through the combination of computational modelling and chemical synthesis' acaba de ser galardonada con el VII Premio “Antonio Aldaz” a la mejor tesis doctoral en el ámbito de la Electroquímica defendida durante el año 2020.
Actualmente en la Universidad de Lorraine, al noreste de Francia, Quílez explica por teléfono que la investigación dirigida por los profesores Emilia Morallón Nuñez y Diego Cazorla Amorós no solo tiene una base teórica, sino también experimental. Tanto es así que la institución académica ya ha patentado los materiales carbonosos que han logrado sintetizar para el proceso.
¿En qué consiste?
A diferencia del vehículo tradicional, que utiliza combustibles fósiles, como la gasolina o el diésel, en este caso emplean hidrógeno y oxigeno del aire. Asimismo, en vez de generar todos los gases tóxicos que emiten los automóviles convencionales, los productos de la pila de combustible son: agua y la energía que se utiliza para desplazar los vehículos. "Por lo tanto, evitan cualquier tipo de contaminación perjudicial para el medio ambiente o para la salud".
Pero no todo es tan sencillo. El problema de estos dispositivos es que necesitan de algo que se conoce como un electrocatalizador, "que son materiales que aumentan las velocidad de las reacciones y son necesarios para que se forme esta energía". ¿Qué ocurre? "Que estos catalizadores están basados en platino, un metal excesivamente caro y poco abundante en la naturaleza, lo que hace prácticamente imposible la comercialización a gran escala".
Y es aquí donde "entramos en juego". "Estamos buscando diferentes electrocatalizadores que no estén basados en platino". Sin embargo, son conscientes de que estos materiales carbonosos "no suelen ser buenos, no sirven o no son tan eficientes como los catalizadores de platino".
¿Cómo es ese juego? Le preguntamos a este joven científico. "Nosotros lo que hacemos es jugar con su química, introducimos diferentes átomos y nitrógeno en lugar del metal. Lo que hacemos es: a un carbón le introducimos especies nitrogenadas, de modo que aumentan su actividad".
Como ha demostrado en su tesis, han conseguido "unos materiales carbonosos con nitrógeno con unas eficiencias muy similares a las del catalizador de platino" cuyo rendimiento es muy similar, con un coste un 80% inferior, estima.
Aplicación
Quilez recuerda que en países asiáticos como Japón se está empezando a usar la pila de combustible como motor que, en vez de tener un tanque de gasolina, lo tienen de hidrógeno. Sin embargo, en España de momento este tipo de alternativas no sería viable ante la ausencia de estaciones preparadas para introducir hidrógeno, además del alto coste del vehículo.
A este respecto, este doctor insiste en que, si bien España y Europa en general están por detrás de países como Japón en aplicación, "en investigación sí que estamos fuertes pero, por desgracia, por mucho que investiguemos, no se suele llevar a la práctica porque las empresas no apuestan por ello".
En Francia desde enero de este año gracias a la beca Margarita Salas del Gobierno de España, tiene previsto finalizar la ayuda con su regreso a la UA en enero de 2023. Pero antes, recibirá el premio a la mejor tesis en la XLII Reunión del Grupo de Electroquímica de la Real Sociedad Española de Química, que tendrá lugar en Santander del 6 al 8 de julio de 2022.