En el IMDEA Energía (Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Energía), un equipo de investigadores trabaja para cambiar el modo en que se obtiene el hidrógeno verde, una de las fuentes más prometedoras para la transición energética. Bajo la dirección de Víctor A. de la Peña O’Shea y Marta Liras, y con el impulso inicial de la tesis de Sandra Palenzuela-Rebella, este grupo ha conseguido algo que parecía muy lejano: que la conversión de luz solar en hidrógeno sea mucho más eficiente y estable que nunca.
La clave está en un método conocido como High-Performance Microfluidic Techniques (HPMT), que permite controlar con gran precisión la creación de nanopartículas. En lugar de recurrir a emulsiones tradicionales, este proyecto logra materiales más homogéneos, estables y duraderos. De hecho, las pruebas realizadas indican que los resultados superan en hasta 39 veces la eficiencia del dióxido de titanio (TiO₂) puro, una cifra que ha llamado la atención dentro del ámbito científico.
Estos materiales, basados en polímeros porosos conjugados ultrananoestructurados (UN_CPPs), conservan su estructura química intacta, además de mantener su capacidad de transferencia de carga, lo que los convierte en candidatos ideales para dispositivos fotoelectroquímicos de nueva generación.
El proceso desarrollado en el IMDEA Energía logra nanopartículas de apenas 20 a 25 nanómetros, con una uniformidad poco común y una dispersión de tamaño mínima. “Gracias a esta metodología, se han conseguido nanopartículas mucho más pequeñas (≈20–25 nm), altamente homogéneas y con una dispersión de tamaño extremadamente baja”, han señalado los investigadores. Estas características permiten fabricar películas delgadas de gran calidad mediante spin-coating, una técnica esencial para estudiar su comportamiento fotoelectroquímico.
Los científicos subrayan además que, a diferencia de las formulaciones tradicionales, los nuevos polímeros mantienen su estabilidad durante más de dos meses sin agregarse ni degradarse. Esto representa un avance importante para su uso en dispositivos que necesitan mantener la eficiencia durante largos periodos.
El incremento del área superficial activa de estos materiales también es clave. Cuanta más superficie disponible, mayor es la capacidad para captar energía solar y transformarla en hidrógeno, lo que se traduce en una producción más rápida y sostenida.
La verdadera revolución surge cuando estos polímeros porosos se combinan con semiconductores inorgánicos como el TiO₂. Según los resultados obtenidos, la unión de ambos materiales genera un sistema híbrido con una eficiencia fotocatalítica tres veces superior a la de sus versiones no nanoestructuradas, el doble de la que ofrecen las producidas por miniemulsión y, sobre todo, hasta 39 veces más efectiva que el TiO₂ sin modificar.
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Este salto no implica alterar la composición ni el mecanismo de transferencia de carga, lo que demuestra la solidez del proceso. El material conserva su estructura pero amplifica su capacidad de respuesta ante la luz solar, algo esencial para convertirla en energía utilizable.
Además, a partir de esta misma técnica se ha desarrollado un nuevo polímero basado en el colorante fenazina. “Este material introduce una unidad redox activa que puede alternar de forma reversible entre fenazina y dihidrofenazina, mejorando drásticamente la actividad fotocatalítica del sistema”, explican. Esa característica permite optimizar la conversión solar y facilita escalar el proceso para aplicaciones industriales en la obtención de hidrógeno verde.
El IMDEA Energía nació en 2006 como un instituto público impulsado por la Comunidad de Madrid, con una misión clara: investigar las energías renovables y las tecnologías limpias que ayuden a construir un modelo energético sostenible y descarbonizado. Desde su sede en el Parque Tecnológico de Móstoles, el centro trabaja junto a universidades, empresas y otros institutos europeos en proyectos de energía solar, materiales avanzados y redes eléctricas inteligentes.
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En 2020, el IMDEA Energía recibió la acreditación de “Unidad de Excelencia María de Maeztu”, que reconoce la calidad de sus investigaciones. Más allá de los premios, su trabajo cotidiano pasa por analizar la viabilidad y el ciclo de vida de los sistemas energéticos, diseñar procesos de simulación y crear las herramientas necesarias para una producción más eficiente y menos dependiente del carbono.
El estudio sobre los polímeros HPMT forma parte de esa línea de investigación aplicada que conecta directamente con los desafíos de la transición energética. Su objetivo final consiste en perfeccionar los materiales y las técnicas, pero también en contribuir a una economía basada en fuentes limpias, donde el hidrógeno verde deje de ser una promesa y se convierta en una realidad asequible.
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