El hidrógeno verde es considerado el Santo Grial de la transición energética, que al utilizarse como combustible, sólo genera vapor de agua y cero emisiones contaminantes; sin embargo, un problema ha frenado su adopción masiva: los altos costos de producción.
Para obtenerlo se requiere separar las moléculas de agua mediante un proceso llamado electrólisis, donde la Reacción de Evolución de Oxígeno (OER) suele ser el paso limitante. ¿La razón? La velocidad con la que ocurre esta reacción química es muy lenta y difícil de controlar.
Actualmente, la industria depende de metales preciosos y escasos como el iridio o el rutenio para acelerar este proceso, pero un equipo de investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey dio un vuelco a esta realidad.
Los científicos desarrollaron electrocatalizadores de bajo costo a base de ferrita de cobalto, un compuesto basado en hierro que reemplaza a los materiales caros, avance que promete reducir drásticamente los costos de producción del hidrógeno verde.
Nanotecnología mexicana: eficiencia y ahorro energético
El estudio, liderado por el doctor Jorge Luis Cholula Díaz y los investigadores Marcelo Videa y Faiz Sultan, ya dio la vuelta al mundo y la revista científica internacional ChemNanoMat (editorial Wiley) publicó los resultados.
Este logro consolida la posición de Cholula Díaz en la comunidad científica global, pues su publicación fue reconocida recientemente como una de las más citadas de dicha revista en 2025, lo que refleja el alto impacto y la relevancia de sus líneas de investigación en nanomateriales.
La innovación radica en un cambio de materiales, porque los investigadores sustituyeron el iridio y el rutenio por ferritas de tipo espinela, compuestos con una estructura cristalina específica que les confiere excelente estabilidad y propiedades magnéticas y electrónicas ideales para la electrocatálisis.
“El verdadero reto de la sostenibilidad no es solo descubrir la tecnología limpia en el laboratorio, sino hacerla económicamente viable para que pueda implementarse en el mundo real”, explicó Cholula Díaz.
Microemulsión bicontinua: el secreto de las nanopartículas uniformes
Para lograr que estos materiales económicos fueran altamente eficientes, los científicos utilizaron una técnica revolucionaria conocida como microemulsión bicontinua.
Margarita Sánchez, del CIMAV, desarrolló este sistema de “nanorreactores” o moldes microscópicos creados a partir de la mezcla de agua y aceite, técnica que permitió fabricar nanopartículas con un tamaño altamente uniforme, maximizando sus propiedades superficiales.
“Al controlar el tamaño de las nanopartículas mediante microemulsiones, logramos que la ferrita de cobalto superara las expectativas de eficiencia”, señalaron los investigadores.
Para demostrar la efectividad de estos nuevos materiales, los científicos midieron tres cosas fundamentales:
- Menor sobrepotencial. Menos energía desperdiciada. La ferrita de cobalto requirió un impulso eléctrico notablemente menor que el níquel para alcanzar el mismo nivel de producción.
- Reacción de alta velocidad. El material registró una “pendiente” baja, lo que significa que es sumamente sensible y acelera su producción de inmediato.
- Optimización de superficie, con millones de “sitios activos” para procesar moléculas de agua simultáneamente.
Dos ventajas clave y el futuro del hidrógeno verde
Los especialistas explican que el secreto del éxito de la ferrita de cobalto está en su estructura microscópica.
La primera ventaja es el espacio de trabajo: gracias a su tamaño nanométrico, cuenta con millones de “sitios activos”. Es el equivalente a abrir cientos de ventanillas de atención en un banco para atender a miles de moléculas de agua al mismo tiempo.
La segunda ventaja es el tráfico eléctrico reducido: el material presenta una resistencia relativamente baja al paso de la corriente eléctrica, lo que permite que los electrones fluyan con mayor libertad.
Además, las pruebas de laboratorio confirmaron que la ferrita de cobalto es altamente estable. No se desgasta y mantiene el mismo ritmo de trabajo pesado durante horas de uso continuo, un requisito indispensable para que esta tecnología pueda mudarse pronto del laboratorio a grandes fábricas.
“Se están creando las bases para que el hidrógeno verde deje de ser un proyecto a futuro y se convierta en una realidad industrial accesible”, sentenció Cholula Díaz.
Impacto global y sostenibilidad
Este logro científico se alinea estrechamente con la estrategia de sostenibilidad del Tecnológico de Monterrey y los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Específicamente, contribuye al ODS 7 (Energía asequible y no contaminante) y al ODS 13 (Acción por el clima).
Cuando se demuestra que es posible crear catalizadores altamente eficientes mediante procesos de manufactura química accesibles y materiales abundantes en la Tierra, la investigación sienta las bases para que industrias de difícil descarbonización puedan adoptar el hidrógeno verde a un costo competitivo.
El transporte pesado, la aviación y la manufactura global encabezan la lista de sectores que podrían reducir drásticamente su huella de carbono, y la ciencia mexicana acaba de dar un paso gigante hacia un futuro más limpio y barato.
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