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Las enormes baterías de los coches eléctricos son acumuladores de electricidad que se va liberando energía según las necesidades del vehículo. Las células de combustible de hidrógeno, por el contrario, son capaces de generar su propia electricidad. La pila de combustible también tiene un ánodo y un cátodo. El hidrógeno (H2) entra por el ánodo y pasa por un catalizador, que es el que se encarga de dividir el hidrógeno en un protón (H+) y un electrón (e-). Un electrolito hace que tomen distintos caminos hacia el cátodo. Los electrones van a través de un circuito externo creando un flujo de electricidad —que es lo que hace que funcione el coche— mientras que los protones pasan por dentro del electrolito hacia el cátodo. Uniéndose con el oxígeno, que entra también al cátodo, produciendo agua y calor.

En la actualidad se utilizan catalizadores están hechos de metales preciosos de la familia del platino. Los investigadores de la Universidad de Búfalo, en los EEUU, han creado un nuevo catalizador que usa una combinación de hierro, nitrógeno y carbono, y que, según explican en un artículo publicado en la revista 'Nature Energy', es más eficiente, duradero y barato que los de platino. «Creemos que se trata de un avance significativo que, con el tiempo, ayudará a liberar el tremendo potencial de las pilas de combustible de hidrógeno».

Cómo funciona

Como explican los investigadores, las pilas de combustible de hidrógeno tienen un entorno altamente corrosivo y oxidativo que afecta a su durabilidad. El profesor Gang Wu y su equipo sostienen que la nueva estructura es el catalizador basado en hierro más eficiente producido hasta la fecha y que tiene una durabilidad muy similar a los de platino. Todo esto, aseguran, hace que las pilas de combustible, especialmente las de hidrógeno, sean mucho más asequibles para su uso comercial. Aun así, los investigadores piensan que todavía tiene margen de mejora y tienen previsto seguir trabajando para mejorar la eficiencia de su catalizador.

La solución que han encontrado los investigadores es unir cuatro átomos de nitrógeno al hierro y luego introducirlo en varias capas de grafeno. Esto, según afirma Wu, se ha hecho "con un control atómico preciso de las estructuras geométricas y químicas locales".

El camino hacia un coche de hidrógeno barato

Si el catalizador creado por los investigadores de la UB llega a producirse comercialmente, significará un gran impulso para una tecnología que todavía tiene cosas por resolver si quiere convertirse en una alternativa sólida al coche de batería de litio. Es cierto que los coches de hidrógeno no emiten más que agua, pero la manera en la que se produce actualmente está lejos de poder llevar la pegatina de ‘verde’. El hidrógeno es el elemento más abundante en la Tierra, pero no se encuentra fácilmente en su forma pura. Un ejemplo es el nuevo catalizador de níquel y cobalto descubierto por un grupo de investigadores de la Universidad de Curtin, en Australia, que emplea menos energía y obtiene una extracción mayor y que abre la puerta a la producción de hidrógeno ‘verde’ barato a gran escala.

Por ahora, solo algunos fabricantes de coches están empezando a apostar por vehículos con pilas de combustible de hidrógeno, pero el nuevo catalizador de los investigadores de la UB podría hacer que se unieran muchos más.