Desarrollan en la UNAM «método verde» para la producción sustentable de hidrógeno

Ciudad de México. Tubos de colores que van de una pared a otra, válvulas que marcan la presión o la temperatura, computadoras que muestran gráficos, estantes con frascos, probetas, mangueras, así como letreros que indican fotocatálisis, producción de hidrógeno. Se trata del laboratorio 6, del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM), de la Universidad Nacional Autónoma de México, donde Karen Valencia García y un grupo de colegas, bajo la asesoría de Sandra Elizabeth Rodil Posada, realizan estudios en torno a la generación amigable de hidrógeno.

Valencia García, doctora en ciencias e ingeniería de materiales, recibe a La Jornada en su espacio de trabajo para hablar del tema central de su investigación: “preparación de la heterounión CdS/g-C3N4 in situ y evaluación de sus propiedades fotocalíticas en el visible”, la cual fue reconocida en la máxima casa de estudios como la mejor tesis doctoral de 2023 en el área de ciencias e ingeniería de materiales.

El trabajo se enfocó en buscar un método verde para la producción de hidrógeno y convertirlo en una alternativa a los combustibles fósiles, que contribuyen al cambio climático y afectan la salud de la población.

“Frente al calentamiento global y los problemas a la salud que provocan los gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono que generan los combustibles fósiles –el gas natural, hidrocarburos, carbón–, el hidrógeno ha sido presentado como el combustible del futuro porque al momento de su combustión únicamente produce vapor de agua”, explicó.

Desde una silla, ubicada a un costado de una caja negra –muy parecida a una caja fuerte–, y en cuyo interior se produce hidrógeno a partir de su investigación, la especialista señaló que si este elemento no ha podido convertirse en una alternativa a la energía fósil, se debe a que no se encuentra en la Tierra de forma natural en estado gaseoso, sino está anclado en otros materiales.

Aunque en muchos países ya se utiliza como fuente de energía con el fin de mover automóviles o trenes, para su producción se recurre a los hidrocarburos. Entonces, aunque en su combustión el hidrógeno produzca vapor de agua, si para producirlo se usaron hidrocarburos, caemos en lo mismo: dejamos una huella de dióxido de carbono. Frente a este problema, nuestro enfoque fue buscar una manera de producir hidrógeno libre del uso de hidrocarburos.

Durante cuatro años, Valencia García y sus colegas trabajaron en el diseño de materiales que pudieran activarse con la energía solar, la absorbieran y la pasaran a las moléculas ricas en hidrógeno –en este caso el agua, que tiene dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno (H2O)– y las separe.

Los dos materiales con los que trabajó Valencia García fueron nitruro de carbono y sulfuro de cadmio, a los cuales hizo modificaciones hasta que uno de ellos absorbió un amplio espectro de la energía solar, y el otro lo llevó a la escala nanométrica para que ambos lograran separar las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno.

Valencia García es una mujer joven, de cabello largo y cejas en arco, que se siente feliz por su investigación. Cuenta que, aunque el proceso no fue sencillo y hubo varias pruebas que no tuvieron el resultado esperado, cuando vimos que estos dos elementos estaban haciendo sinergia y estábamos produciendo hidrógeno, ¡fue algo increíble!, casi pegamos un brinco en el laboratorio.

Esta investigación es relevante, añadió, porque acerca a la humanidad a la producción de hidrógeno de forma sustentable y a la cantidad que se requiere para que sea viable económica y ecológicamente como lo demanda la población.

Lograr que se produzca más hidrógeno nos acerca un paso más a la independencia de los hidrocarburos, precisó.

La investigadora es muy disciplinada, comienza su día a las 5 de la mañana, hace más de una hora de ejercicio y después de desayunar se va a su laboratorio, donde trabaja hasta las 18 horas. Luego, regresa a su casa, hace un poco de meditación, y lee un par de horas sobre los temas de su interés, a las 22 horas que se va a descansar.

Un rasgo característico de su personalidad es la curiosidad, quizá por eso ahora que está concluida esta primera investigación el equipo de trabajo, bajo la coordinación de Agileo Hernández Gordillo, doctor en ciencias químicas, está enfocada en estudiar la posibilidad de utilizar agua sucia o contaminantes para generar hidrógeno y al mismo tiempo degradar los desechos.

Llegué a este tema y sigo trabajando en él, porque soy amante de la naturaleza, y me preocupan las transformaciones que genera el cambio climático. Ésto fue mi principal motor en estos cuatro años: sé que puedo aportar un poco a solucionar este problema, concluyó.

• La Jornada