Piensa en un panadero que cada mañana hace pan. Amasa la harina, la mete en el horno, y mientras el pan se cuece, sale vapor por la chimenea. Ese vapor no le sirve para nada. No lo puede vender, no lo puede guardar, no lo puede aprovechar. Simplemente sale y se pierde. Pues eso mismo es lo que llevamos décadas haciendo con el oxígeno que se genera al producir hidrógeno verde. Sale del electrolizador, se libera al aire y ahí se queda. Nadie lo compra, nadie lo quiere, nadie le saca partido. Y mientras tanto, esa energía que hemos gastado en fabricarlo se va por la chimenea.
Un grupo de investigadores del Technion, el Instituto Tecnológico de Israel, ha decidido que ese desperdicio se puede convertir en negocio. Su propuesta es tan sencilla como revolucionaria: si el oxígeno no vale nada, dejemos de producirlo. Fabriquemos otra cosa en su lugar. Algo que tenga compradores, que tenga precio, que se pueda vender. Y el resultado, publicado en Nature Communications, es un proceso electroquímico que produce hidrógeno verde y epóxidos al mismo tiempo, con una eficiencia del 98% en ambas reacciones. Los epóxidos son materias primas que se usan en polímeros, recubrimientos, adhesivos y productos farmacéuticos. Tienen mercado. Tienen demanda. Y ahora, también tienen una nueva forma de producirse.
La investigación la lideran el profesor Avner Rothschild y el investigador posdoctoral Guilin Ruan, de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales del Technion. Han presentado una solicitud de patente en Estados Unidos. No es un experimento que se queda en el cajón de un laboratorio. Es una tecnología que aspiran a llevar al mercado.
La química del bromo: el mediador que lo cambia todo
Para entenderlo, hay que fijarse en lo que ocurre en el ánodo, el electrodo donde normalmente sale el oxígeno. Ahí es donde el agua se rompe y libera O₂, ese gas que nadie quiere. Los investigadores del Technion han metido bromuro en el electrolito. El bromuro hace de intermediario, de facilitador, de lo que en química se llama un mediador. Durante la reacción, se generan unas especies de bromo que se encargan de transformar compuestos orgánicos en epóxidos. Y cuando terminan su trabajo, el bromuro se regenera y vuelve a empezar el ciclo. Es como un obrero que monta piezas en una cadena de producción: no se consume, solo facilita el trabajo.
En los ensayos, el equipo convirtió estireno en óxido de estireno, un compuesto que se usa como paso intermedio en distintas síntesis químicas. La eficiencia del 98% significa que casi toda la carga eléctrica se destina a las reacciones que interesan, y solo un 2% se pierde por el camino. La densidad de corriente que alcanzaron es compatible con la que se usa en la electrólisis industrial. No es una reacción lenta de laboratorio. Es una reacción que podría funcionar a escala real.
Y hay otro detalle que simplifica mucho el diseño: el sistema funciona sin membrana que separe los electrodos. Las electrólisis convencionales necesitan una membrana para evitar que el hidrógeno y el oxígeno se mezclen, porque esa mezcla puede ser peligrosa. Esa membrana es cara, se degrada con el tiempo y complica el mantenimiento. El proceso del Technion combina un electrolito acuoso con un disolvente orgánico, y el bromuro hace el trabajo de separación sin necesidad de membrana. Menos piezas, menos coste, menos cosas que se pueden romper.
Por qué esto importa: la economía del hidrógeno verde
El gran freno del hidrógeno verde es, sin duda, su precio. Hoy en día, fabricarlo con electricidad limpia sale muchísimo más caro que seguir usando gas natural, que es el método tradicional. Este desfase en los costes es el verdadero muro que impide su uso masivo en las industrias que más lo necesitan, como la siderurgia, el refino de petróleo o la producción de fertilizantes y combustibles alternativos.
Ahí es donde entra la estrategia del Technion, que aborda el problema desde una perspectiva muy ingeniosa y poco vista. En lugar de obsesionarse con abaratar la luz o hacer que los electrolizadores sean más eficientes, decidieron añadir un segundo elemento a la ecuación. Si el proceso genera hidrógeno pero también epóxidos, estos últimos se pueden vender en el mercado. En economía esto se conoce como «coproducto»: aprovechar un mismo proceso para obtener dos bienes, logrando que los ingresos de uno ayuden a financiar la producción del otro.
Piensa en un agricultor que cultiva trigo. El trigo es el producto principal. Pero la paja, que antes se quemaba, ahora se vende para alimentar ganado o para generar energía. Ese ingreso extra mejora la rentabilidad del cultivo. Lo mismo ocurre aquí. El hidrógeno es el trigo. Los epóxidos son la paja. Y la paja tiene compradores.
Lo que aún falta por demostrar
El proceso funciona en laboratorio. La eficiencia es alta. La patente está solicitada. Pero hay preguntas que aún no tienen respuesta.
La primera es la escalabilidad. Los ensayos se hicieron a escala de laboratorio. Pasar a una planta industrial requiere electrodos más grandes, reactores más complejos, sistemas de separación de productos, gestión de los disolventes orgánicos. La química puede funcionar en un vaso de precipitados y fallar en una cuba de metros cúbicos. Es un clásico en la industria química.
La segunda es el coste. Los investigadores no han publicado un análisis económico detallado. ¿Cuánto cuesta el bromuro? ¿Cuánto cuesta el disolvente orgánico? ¿Cuánto cuesta separar y purificar los epóxidos? ¿El precio de mercado de los epóxidos justifica la inversión? Sin esos números, no se puede saber si el proceso es competitivo frente al hidrógeno gris o frente a otras rutas de hidrógeno verde.
La tercera es la estabilidad a largo plazo. Los mediadores químicos como el bromuro pueden degradarse con el tiempo, generar subproductos no deseados o corroer los electrodos. La eficiencia del 98% se midió en ensayos puntuales. ¿Se mantiene después de miles de horas de operación? ¿Después de meses? Esa es la pregunta que decide si una tecnología es viable comercialmente o solo un bonito experimento.
La cuarta es la selectividad. El proceso convierte estireno en óxido de estireno. ¿Funciona con otros compuestos? ¿Se puede adaptar para producir epóxidos de interés industrial a partir de materias primas más baratas? La versatilidad del proceso determinará su mercado potencial.
