Los premios “Miguel Catalán”, quieren contribuir a reconocer la excelencia en la investigación, promover los valores científicos desarrollados por investigadores y asimismo, favorecer la aparición de vocaciones en el campo de la investigación estimulando a los jóvenes científicos e investigadores madrileños a valorar la actividad investigadora en la Comunidad de Madrid como aportación al avance del conocimiento científico y tecnológico, y en definitiva su contribución al progreso de la sociedad.

El pasado 18 de junio le fue concedido al Dr. José Luis García Fierro del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica del CSIC y miembro el Programa “PHISICO2: Producción limpia de Hidrógeno: alternativas sin emisiones de CO₂”, el premio de Investigación de la Comunidad de Madrid "Miguel Catalán", por la excelencia a nivel internacional de su investigación en el área de Catálisis Heterogénea.

Desde este Weblog queremos darle nuestra más sincera enhorabuena.

En este año 2009 se continúa con la segunda edición de estos premios en las modalidades: premio de investigación a la carrera científica y en la destinada a investigadores de menos de cuarenta años.

Los candidatos podrán ser propuestos por otros investigadores o por entidades científicas, universidades, centros de investigación, sociedades científicas, colegios profesionales, etc., pero en ningún caso, por sí mismos, y se valorará la trayectoria ejemplar así como que su labor de creación, de estudio o de investigación haya supuesto un avance del conocimiento científico-tecnológico.

La convocatoria, por Orden 1947/2009, de 27 de abril, aparece publicada en el Boletín Oficial de la Comunidad de Madrid nº 140, de fecha 15 de junio de 2009.

Más información:

http://www.madrimasd.org

La Fundación de la Universidad Rey Juan Carlos organiza este año la X edición de sus Cursos de Verano del 29 de Junio al 24 de Julio en el Real Sitio de Aranjuez, uno de los conjuntos artísticos más notables del Patrimonio español y Paisaje Cultural Patrimonio de la Humanidad.

Son cursos dirigidos a todos los públicos, tanto profesionales como futuros profesionales. La programación de este año incluye la realización de cursos, pertenecientes al ámbito de las áreas jurídica, económica, social, científica y tecnológica, comunicación, humanidades, y talleres. Persiguen, como objetivo primordial, la consecución de un alto nivel de excelencia y de una enseñanza de calidad y especializada.

En el Área Científica y Tecnológica se impartirá, entre otros, el curso denominado: “El reto energético ante el cambio climático: tecnologías para una energía sostenible”, del 6 al 10 de Julio de 2009, cuyo director es el Prof. Guillermo Calleja, Catedrático de Ingeniería Química de la Universidad Rey Juan Carlos.

Empezando hoy mismo y durante los próximos días se va a celebrar en la Escuela de Organización Industrial  (Avda. Gregorio del Amo, 6)
el ciclo de conferencias "Sostenibilidad y Empleo". Evidentemente con este título es de especial interés para los lectores de este blog, especialmente la del día 1 de julio, "Profesionales en el mercado energético". Para más información http://www.eoi.es/nw/Info/CicloSostenibilidadyEmpleo/default.htm

En las últimas semanas ha habido un importante debate en España con motivo del futuro cierre de Garoña en el año 2011. El 5 de junio de 2009, el Consejo de Seguridad Nuclear recomendó una prórroga, desde un punto de vista técnico, siempre que se cumplan una serie de requisitos. Por otro lado, el presidente del gobierno, José Luis Rodríguez Zapatero, declaró que, de acuerdo con el programa electoral del PSOE en 2008, “se procurará cerrar la central y la sustitución de la energía nuclear por energías renovables, más limpias y menos costosas”. Pero, ¿qué significa energía limpia?, ¿todas las renovables son energías limpias?

[José Luis Gálvez]

En concreto, el programa electoral del PSOE dice “Mantendremos el compromiso de sustitución gradual de la energía nuclear por energías seguras, limpias y menos costosas, cerrando las centrales nucleares de forma ordenada en el tiempo al final de su vida útil, dando prioridad a la garantía de seguridad y con el máximo consenso social, potenciando el ahorro y la eficiencia energética y las energías renovables, la generación distribuida y las redes de transporte y distribución local”.

No quiero entrar en debates políticos ni realizar análisis tecnoeconómicos para ver quien lleva razón. Los resultados que aquí expongo no están vinculados necesariamiente a lo que yo pienso ni representa ninguna posición oficial de la institución en la que trabajo. El motivo por el que escribo esta entrada es que, como suele ser habitual, se confunden los términos “renovable” y “limpio”. La “renovabilidad”, si se me permite la palabra, de una energía depende de la cantidad de energía que puede renovarse. Una fuente renovable de energía es una fuente, por tanto, inagotable. La energía solar y la energía eólica son buenos ejemplos de alta “renovabilidad”. El término “limpio” asociado a una energía implica “poca o ninguna” contaminación. ¿El hecho de utilizar una energía renovable implica que no se contamina? La respuesta no es inmediata y, ni siquiera, evidente.

En este Weblog ya se ha hablado del análisis de ciclo de vida y de sus implicaciones en la evaluación de sistemas energéticos (link, link, link, link). Por ello, no me he resistido a realizar el análisis de lo que “contamina” 1 kWh producido por diferentes fuentes de energía: solar-fotovoltaica, eólica y nuclear, en todo su ciclo de vida, desde la extracción de materias primas hasta el desmantelamiento de la planta. En la Figura 1 se muestra la cantidad de gases de efecto invernadero producido (medidos en CO₂ equivalente) y el impacto ambiental ponderado por el método Ecoindicator 99. Los datos de los diferentes ciclos de vida provienen de EcoInvent, base de datos incluida en SimaPro. (El eje de valores para cada gráfica está oculto para no desvelar los datos de EcoInvent)

Figura 1. Cambio climático e Impacto Total asociado a 1 kWh de energía eléctrica producida por diferentes orígenes.

Ante los datos presentados en la figura 1, ¿por qué no se considera a la energía nuclear limpia, si su ciclo de vida produce menos CO₂ y menos impacto que las renovables consideradas? Además, queda claro que energía renovable no implica necesariamente energía limpia. De hecho, los procesos secundarios asociados a la construcción de los paneles fotovoltaicos son responsables del alto impacto de este tipo de energía. Ante el funcionamiento normal o estacionario de las diferentes opciones de producción de energía evaluadas, es la energía nuclear la que menos impacto asociado presenta, aunque estos resultados tienen una serie de limitaciones:

-          El ACV no considera análisis de riesgos ni el impacto de estos. El daño que puede causar el fallo de una central (o de cualquier otra instalación) no se incluye en el análisis.

-          Los paneles actuales tienen menor impacto que el que se refleja en la Figura 1, ya que son más eficientes que los que aparecen en la Base de Datos EcoInvent. El nivel de emisiones también se puede reducir por el grado de insolación que recibe un panel. Puede alcanzarse hasta el 50% de reducción del impacto y de las emisiones en las condiciones más favorables. Más sobre ACV de fotovoltaica en esta entrada.

Hablar de energía nuclear es hablar de polémica, contradicciones y posiciones encontradas, dividiéndose la opinión entre grupos activistas tanto pro- como anti-nucleares y una gran mayoría de la población que no sabe si la energía nuclear es necesaria o no, segura o no, abundante o no y ni siquiera si es barata o cara. Tanto los favorables como los contrarios esgrimen argumentos e incluso números opuestos, a continuación intentaremos dar respuestas o encontrar las diferencias de planteamiento entre ambas posturas.

[Mª Jesús Marcos Crespo]

La eterna pregunta de si podemos o no prescindir de la energía nuclear tiene en principio una fácil respuesta basándonos en datos del Foro Nuclear Español:

Podemos prescindir de la energía nuclear si.......

• A nivel nacional somos capaces de reducir nuestro consumo de electricidad un 18% y a nivel mundial un 17%, en este aspecto lo tendrían un poco complicado Francia, Lituania, Eslovaquia, Bélgica y Suecia cuya electricidad es en un 50% o más de origen nuclear. Aunque tanto Bélgica como Suecia tienen previsto cerrar todas sus centrales nucleares antes del 2030. La respuesta sería no podemos prescindir si analizamos la tendencia del consumo de electricidad a nivel mundial que aumenta entre un 3 y un 6% anual. En España el último dato del que disponemos es el de 2008 en el que el consumo de electricidad aumentó únicamente un 1%, el menor crecimiento desde 1993, aunque habrá que esperar unos años para comprobar si esta tendencia se mantiene.

Prescindiremos de la energía nuclear........

• En unos años si la potencia instalada nuclear sigue las tendencias actuales; aunque los pro-nucleares aluden frecuentemente al gran número de centrales nucleares que se tiene previsto construir en el mundo, pero para dar respuesta a si esta tecnología está en expansión o recesión a nivel mundial en la actualidad, acudimos de nuevo a datos del foro nuclear: En 2006 había 34 unidades de nueva construcción que cuando entren en funcionamiento supondrán 28193 MWe nucleares. En ese mismo año se desmantelaron un total de 119 unidades que suponían una potencia instalada de 35165 MWe. Esta tendencia se mantuvo en 2007 con 117 reactores menos y una disminución del 2% mundial de producción de energía nuclear entre el 2006 y el 2007 y si finalmente comparamos (siempre según la IEA's en su informe “Monthly Electricity Statistics” del mes de junio de 2008) los primeros semestres de 2007 y 2008 (período enero–junio de cada año), la producción de electricidad total creció en los países de la OCDE un 2,4%. Dentro de esa comparación, las energías renovables (geotermia, eólica y solar) en su conjunto crecieron un 21,1% entre uno y otro período, en tanto la energía nuclear volvió a caer un 1,8% en ese lapso, en 2008 y también según la IEA en su informe de diciembre 2008 de nuevo la producción de electricidad nuclear disminuyó un 1% respecto al año anterior, en el mismo periodo las energías renovables (geotérmica, solar, eólica) incrementaron su producción en un 32%. El Informe “World Energy Industry, Statuts Report 2007” presenta información detallada sobre la evolución de la construcción de centrales nucleares en el mundo, centrales que según el informe tienen una edad media de 22 años. Con todo esto prescindiremos de la energía nuclear en 28 años más o menos.

Según el informe World Energy Outlook 2006 de la IEA, de los países desarrollados que tienen centrales nucleares, hay 10 que mantienen políticas de desarrollo de energía nuclear (Finlandia, Francia, Japón, República de Corea, Estados Unidos, Canadá, República Checa, República Eslovaca, Turquía y el Reino Unido). Otros 12 han establecido restricciones a la propagación de esta energía (Italia, Holanda, España, Suiza, Polonia, Australia, Austria, Bélgica, Dinamarca, Alemania, Irlanda y Suecia).

Tendremos que prescindir de la energía nuclear.......

• Cuando se agoten las reservas de Uranio, recurso que al igual que el carbón, gas natural o petróleo tienen reservas limitadas. Sobre el valor de estas reservas los pro y los anti nucleares discrepan enormemente, así según las fuentes que consultemos tenemos Uranio para 200 años y 16 Millones de Toneladas (Foro Nuclear) a 3 o 4 Millones de Toneladas y 50 años a nivel de consumo mundial según GreenPeace. Ninguno de los dos miente y la explicación la encontramos en la página de la IAEA (Agencia Internacional de la Energía) en su Nuclear Tecnlogy Review 2008. Las reservas probadas de Uranio fisionable a un precio inferior a 80$/kg son de 3 Toneladas, las identificadas a un precio inferior a 103$/kg son 5.5MTon, esto implicaría que tendríamos Uranio para 50-70 años a nivel de consumo actual (70.000Ton/año), si a esto le añadimos 7.3 Mton no descubiertas pero que se cree que existen y otras 3 Mton que se especula que pueden existir y a un precio no determinado pasaríamos de las estimaciones de GreenPeace (60 años) y a las del Foro Nuclear (180 años). En cualquier caso, si la producción de electricidad nuclear se incrementase.

La AIEA va más allá ya que además del convencional mineral de Uranio hace una estimación del Uranio que se podría obtener de otros materiales tales como fosfatos, carbonatos, lignito e incluso agua de mar (4000Mton de Uranio) que indican que contiene de 3 a 4 partes por billón de Uranio (es decir para obtener 1kg de Uranio habría que procesar 350.000 Toneladas de agua). A este punto GreenPeace alude a estudios que indican que a concentraciones inferiores a 100 partes por millón se emite más CO₂ y se consume más energía en la obtención del mineral de la electricidad que después se genera.

Todas las estimaciones están basadas en la potencia instalada actual, pero si ésta y tal como defienden los defensores de esta tecnología se incrementan, el tiempo de duración de las reservas se reducirá en igual medida, así la AIEA en el mismo informe citado anteriormente hace previsiones de crecimiento que van desde los 370 GW instalados en 2006 a 690 GW en 2030 (un crecimiento de 16 GW al año), prácticamente doblar la producción, duplicándose el consumo de Uranio. Con este escenario, la contribución nuclear se mantendría en ese 17% actual pero llegaríamos al agotamiento de las reservas (según las estimaciones más realistas) en 30 años y reduciríamos a 90 años el caso más optimista que tiene en cuenta tanto las reservas probadas como las estimadas como las especuladas. Si nos basamos en el crecimiento deseable según el foro nuclear aludiendo a un estudio del Consejo Mundial de la Energía, sería necesario incrementar la potencia nuclear en 40 GW anuales hasta el 2050 hasta un total de 1500GW, en este caso las reservas se habrán agotado en 20 años para GreenPeace o en 50 en el caso más optimista de la AIEA.

Pero si el consumo de electricidad sigue aumentando, la única posibilidad de prescindir de la energía nuclear sería disponer de energías alternativas y fiables. En este sentido según la prospectiva de la IEA, el crecimiento de la demanda esperado de aquí al 2030 será de un 2.6% y dentro de ese aumento, la tasa de crecimiento anual de la generación nuclear será de 0,7% mientras que la generación eólica crecerá a una tasa de 10,6% anual, evolución lógicamente relacionada con la capacidad instalada de cada tecnología, así mientras la generación nucleoeléctrica caerá casi a la mitad de la actual (bajando del 9% que mostró en 2004 al 5% para el 2030) mientras que la participación de la eólica se cuadriplicará, pasando del 1% en 2004 a 5% para esa fecha. Para el año 2030 se espera un crecimiento en la capacidad nuclear instalada en: China, Japón, India, Estados Unidos, Rusia y República de Corea. En Europa en cambio, la capacidad instalada bajará de 131 GW a 74 GW. Es de destacar que Alemania, Suecia y Bélgica habrán cerrado todas sus centrales nucleares para esa fecha.

La eólica se presenta como la alternativa más clara a la nuclear. En 2008 la potencia de energía eólica instalada en todo el mundo superó los 100 GW y se prevé que supere los 240 GW para 2012. En España en 2008 según red eléctrica en su avance del informe 2008, esta tecnología proporcionó el 11% de la electricidad total, incrementándose la potencia instalada en 1739 MW y otros 1431 MW la solar. Sin embargo hasta el momento no existe un sistema de almacenamiento de electricidad a gran escala por lo que estas tecnologías son muy irregulares y obligan a tener instalados una potencia equivalente de otras tecnologías, así según Red Eléctrica en el citado informe en 2008 hubo días en los que la eólica proporcionó hasta el 28% de le electricidad diario, con picos de hasta el 43% que pocos días después supuso únicamente el 1.7% de la demanda. La figura muestra el crecimiento de la potencia eólica instalada en España.

Pero para que las energías renovables puedan sustituir a la Energía Nuclear tendrán que resolver el problema del almacenamiento (almacenar electricidad es muy complicado y resulta excesivamente caro) y sobre todo la fiabilidad, en la que de momento están muy lejos de alcanzar a la energía nuclear. En España y en 2007 el factor de utilización de nuestras centrales nucleares (% de horas anuales de funcionamiento) fue de un 80% frente al 30% de la eólica o la solar.

En septiembre comenzará a rodar un coche de pila de hidrógeno por las carreteras españolas. Este primer prototipo está siendo desarrollado dentro del proyecto Hércules.

[Rocío Fernández Saavedra-CIEMAT]

El proyecto Hércules, con un presupuesto de 10 millones de euros y una duración de 4 años, pretende demostrar la viabilidad técnica y económica de la producción de hidrógeno a partir de una fuente inagotable, limpia y de alta disponibilidad en nuestro país como es el sol y a su vez profundizar en la integración del binomio hidrógeno-pilas de combustible como método limpio y eficiente para la transformación de hidrógeno en energía eléctrica dentro del campo del transporte terrestre. Además, este proyecto incluye el diseño de una estación de servicio (hidrogenera) en la planta de energía termosolar que Abengoa tiene en Sanlúcar La Mayor (Sevilla), para el repostaje del prototipo de hidrógeno. Este proyecto está integrado por un consorcio de empresas y organismos públicos españoles mayoritariamente andaluces como Abengoa (Hynergreen y Solúcar R&D), Santana Motor, INTA, Carburos Metálicos, AICIA, GreenPower y la Junta de Andalucía.

El aprovechamiento de la energía del sol para la producción del hidrógeno se realiza fundamentalmente mediante paneles fotovoltaicos y un sistema Stirling que generan la energía eléctrica empleada por un sistema electrolizador, que se encarga de generar hidrógeno mediante disociación de la molécula del agua. El hidrógeno renovable producido se envasa a presión en los tanques de la hidrogenera, a la espera de que el usuario llegue con su vehículo para repostar. En un par de minutos se llena el depósito del vehículo, que se mueve gracias a la electricidad de la pila de combustible recargada con dicho hidrógeno.

El prototipo de hidrógeno se está desarrollando mediante la adaptación del todoterreno comercial modelo Santana 350, sustituyendo su sistema de propulsión convencional, por un nuevo sistema de potencia compuesto principalmente por una pila de combustible y un motor eléctrico. Este vehículo dispone de una potencia de 200 CV, una autonomía de 400 km y un depósito de hidrógeno tipo III a 350 bar de presión.

El próximo día 26 de mayo, a las 19:00,  en el Salón de Actos de la Escuela de Organización Industrial (Avda. Gregorio del Amo, 6), Tom Raftery impartirá una conferencia sobre el uso de las redes inteligentes para el suministro de energía. Estas redes funcionarían de forma muy similar a la World Wide Web.

Tom Raftery es uno de los precursores y principales defensores de estas superredes inteligentes que permitirían aprovechar los excesos de producción en una zona del planeta en cualquier otra parte. Se trataría de conectar todas las redes independientes de los distintos países para dar una única red continental o, mejor aún, mundial. Además, si la red fuera inteligente, se podrían publicar los precios de la energía en tiempo real y que los consumidores, incluso los privados, pudieran adaptar sus consumos. Aún mas, incluso los ciudadanos podrían ser pequeños productores (con paneles fotovoltáicos, pequeñas calderas de biomasa, etc.) que estuvieran conectados a esta superred.

Se trata sin duda, de una propuesta muy atractiva y que hace de esta conferencia más que recomendable.

Las “buenas prácticas” son pequeñas medidas que se pueden realizar casi sin o con pequeños esfuerzos y desembolsos económicos, y que repercuten muy positivamente en los consumos energéticos o en el desempeño ambiental de las empresas y de las personas. Muchas de ellas son lógicas y evidentes, pero otras no lo son tanto. Para facilitarlas se publican las denominadas “Guías de buenas prácticas”, dirigidas a distintos sectores comerciales o, incluso, a particulares.

[Javier Dufour]

Incidiendo en este último aspecto, me gustaría resaltar que individualmente y desde nuestros hogares, todos podemos contribuir a mejorar el medio ambiente y a ahorrar energía. Existen diferentes instituciones que publican periódicamente estas guías de buenas prácticas, así podemos citar el Centro de Ahorro y Eficiencia Energética de Madrid que ha publicado guías sobre la gestión energética municipal, ahorro energético en el sector industrial, en residencias de ancianos o en hoteles (algunas de ellas se pueden encontrar en Internet); o la Fundación Biodiversidad, con análisis y guías para múltiples sectores. Dirigida a PYMES se puede encontrar en la web del Ayuntamiento de Valdemoro (www.valdemoro.es/ficheros/descargar.asp?fileid=74), un documento en el que donde además de un análisis de la eficiencia energética de este tipo de empresas de los municipios de Móstoles y Valdemoro, se incluye un capítulo de estas buenas prácticas que pueden suponer un ahorro en la factura energética del 10 al 20%.

Me parecen muy interesantes las publicadas por la Cámara de Madrid (www.camaramadrid.es/asp/pub/pub.asp?p=1&id=5) y especialmente destacable es la Guía de Buenas Prácticas Ambientales y Energéticas para el ciudadano y la pequeña empresa (2008) en la que también han participado en su publicación el Ayuntamiento de Tres Cantos y la Federación Empresarial Madrid Norte. Ésta está dirigida a ciudadanos particulares y, además de repasar los diferentes aspectos ambientales sobre residuos, agua o ruido, tiene un capítulo especialmente dedicado a la energía. En el mismo se encuentran recomendaciones de cómo ahorrar energía (y, no lo olvidemos, el dinero que pagamos por ella) en la cocina, en la climatización de nuestras viviendas o en su iluminación. También entra en el transporte, no quedándose sólo en la típica recomendación de usar los medios de transporte público, sino que incluye consejos sobre el mantenimiento y la conducción de nuestros vehículos. En pocas palabras, un documento muy recomendable.

La necesidad de reducir las emisiones de dióxido de carbono junto con el gran problema de la independencia energética de los países hace que crezca continuamente el interés hacia las tecnologías de hidrógeno. El hidrógeno, como ya sabrán los lectores del blog, tiene unas características muy interesantes que lo hacen cobrar ventaja como combustible potencial para el transporte. Sin embargo, la denominada economía del hidrógeno requiere grandes inversiones para las infraestructuras necesarias y para la investigación y desarrollo de esas tecnologías. Pero, ¿cuánto costaría moverse en un vehículo equipado con una pila de combustible si considerásemos el beneficio ambiental que produce?

[José Luis Gálvez]

Para responder esta pregunta, examinamos una reciente publicación en el Internacional Journal of Hydrogen Energy. En el que se analizan los costes del ciclo de vida del hidrógeno (LCC – Life Cycle Cost) como:

LCC = 

Costes Well to tank (del origen de las materias primas a la estación de servicio) +

Costes Tank to Wheel (empleo del combustible)+

Costes Sociales (costes del daño y/o prevención de los gases de efecto invernadero, regulaciones y costes asociados al impacto ambiental)

Las dos primeras componentes del coste de ciclo de vida son los costes “clásicos”: costes de producción y mantenimiento, materias primas, energía, coste de vehículo, mantenimiento de vehículo, etc. En la Figura 1 se muestran algunos resultados del cálculo de estos costes para un escenario futuro (2020) para diferentes técnicas de producción del hidrógeno. Se ha supuesto que aumenta el coste del petróleo y que las pilas de combustible están desarrolladas y pueden ser empleadas en vehículos comerciales. Los resultados se muestran para una vida del automóvil de 160000 km. El menor coste del hidrógeno respecto de la gasolina o el diesel se debe a la suposición de que el coste de la pila de combustible comercial en el futuro se reducirá hasta en un 90% de los costes actuales. Para las pilas actuales, los costes de hidrógeno que aparecen en la Figura 1 se multiplicarían por 10.

Figura 1. Costes de ciclo de vida (LCC) del hidrógeno para diferentes opciones de producción. Comparación con gasolina y diesel.

Al considerar el ciclo de vida global de un producto, existen una serie de costes medioambientales que pueden ser internos (el productor o usuario es responsable de una determinada emisión y debe pagar por ello) o externos (el productor o usuario no puede ser considerado responsable, por ejemplo, de una emisión por debajo del valor regulado). Los costes ambientales internos se contabilizan dentro de los costes operacionales de la planta, pero los costes externos, llamados sociales, son difíciles de cuantificar y su cálculo se realiza en función del daño que causa, del precio de mercado (sólo para CO₂) o en función de lo que la sociedad esté dispuesta a pagar para evitar esa contaminación.

Si se añaden los costes sociales a los resultados obtenidos en la Figura 1, se obtiene la Figura 2, que representa el coste de ciclo de vida en función de la importancia que se le dé a los costes sociales. En este caso, el hidrógeno electrolítico de red, la gasolina y el diesel tienen mayor coste si se contabilizan los costes sociales. Por otro lado, el hidrógeno procedente de gas natural o de la electrolisis con origen eólica presentan mucha menor variación con los costes sociales, debido al menor impacto ambiental que presentan estos procesos.

Figura 2. Coste del ciclo de vida en función de la importancia de los costes sociales.

El coste y la duración de los materiales de electrodo son todavía las barreras importantes para producción a gran escala y comercialización de celdas de combustible tipo PEM. Sin embargo, el desarrollo muy reciente de un material de electrodo constituido por hierro, nitrógeno y carbono (los mismos elementos que integran nuestra hemoglobina) permite generar una corriente eléctrica similar a la que producen los materiales convencionales de base de platino. Aún considerando los retos que están planteados, éste y otros descubrimientos recientes indican que la viabilidad de estos dispositivos ya es una realidad.

[J.L.G. Fierro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

Las celdas de combustible (FCs), como generadores electroquímicos que convierten la energía química almacenada en distintos combustibles (hidrógeno, metano, carbón, metanol, hidrocarburos) en electricidad y calor, nos resultan ya una tecnología bastante familiar. Si bien el concepto de celda de combustible data de la mitad del siglo 19, es en la última década cuando se ha desarrollado una actividad intensa en este campo con el objetivo de incrementar la flexibilidad de generación de electricidad y de proporcionar sistemas simples y eficientes de producción de electricidad distribuida.

Uno de los factores que más ha favorecido el desarrollo de las FCs ha sido el impacto ambiental que tienen los combustibles fósiles en la generación de energía eléctrica y en automoción. Este tipo de generadores va a reducir la fuerte dependencia de los combustibles fósiles y también a disminuir las emisiones contaminantes a la atmósfera, ya que presentan eficiencias eléctricas más elevadas que los motores térmicos convencionales. Por su simplicidad, y por la temperatura de operación relativamente baja, próxima a 100 ºC, las celdas de membrana polimérica (PEM) han centrado la mayor parte de los desarrollos. Para aplicaciones en transporte, en dispositivos estacionarios y portátiles (teléfonos, ordenadores, unidades auxiliares de potencia), las celdas PEM ofrecen ventajas únicas cuando se comparan con las baterías convencionales en términos de elevada eficiencia, elevada densidad energética, emisiones contaminantes prácticamente nulas y operación continua siempre que dispongan del combustible apropiado. Sin embargo, en el camino hacia la comercialización el reto principal reside en la reducción del coste de los materiales que integran sus componentes. El material más costoso de las celdas PEM es el platino (y otros metales nobles como rutenio) que constituye principalmente el material de electrodo y que se deposita en forma de nanopartículas sobre un sustrato de carbón.

Si bien las celdas de tipo PEM las desarrolló General Electric en los años 60 para aplicaciones militares y uso en misiones espaciales, es en la década de los 80s cuando Ballard Power Systems (Canadá) las impulsó de nuevo para aplicaciones tanto portátiles como móviles. Hasta la fecha, la tecnología de celdas PEM abarca un número muy amplio de aplicaciones con el potencial de proporcionar electricidad a multitud de dispositivos tales como teléfonos móviles ordenadores, automóviles, autobuses, barcos, casas. así como transbordadores espaciales. Con los avances técnicos rápidos en los últimos años, las celdas de tipo PEM se han incorporado a multitud de dispositivos de demostración y están justo a punto de alcanzar la comercialización.

Cabe notar el hecho de que el coste y la duración son todavía las dos barreras más importantes para la producción a gran escala y la comercialización de las celdas PEM. Los materiales de electrodo son los componentes esenciales que determinan el coste, limitan la vida y generan la potencia de las propias celdas. Usualmente, los materiales de electrodo que realizan las reacciones de oxidación del combustible y de reducción del oxígeno están constituidos por partículas nanométricas de platino o de combinaciones de platino con un segundo (incluso un tercer) metal. Pero el platino es un metal muy escaso en la naturaleza (solamente se extraen unas 150 Tm anuales) y, por tanto, tiene un coste muy elevado. En promedio, el coste de los metales de electrodo de estas celdas representa aproximadamente el 55% del coste total, lo que resulta muy superior al coste de cualquier otro componente tal como placa bipolar (10%), capa difusora de gas (10%) y membrana polimérica (7%). Por otro lado, la estabilidad de los materiales de electrodo es uno de los factores que limita la vida de los dispositivos, por tanto la mejora de la estabilidad de estos materiales de electrodo durante la operación de la celda es también un paso importante hacia la viabilidad comercial de este tipo de celdas.  Se puede concluir, por tanto, que la principal prioridad en el desarrollo de las celdas PEM reside en la producción de material de electrodo de coste reducido, larga duración y generación de potencia elevada.

En el electrodo de una celda PEM al que se alimenta aire, la velocidad del proceso de reducción del oxígeno es relativamente baja y es la que determina el nivel de potencia que puede alcanzarse. Por ello, el desarrollo de nuevos sistemas que aceleren este paso de reducción de oxígeno es imperativo. A este respecto, se están siguiendo dos direcciones con el objetivo de acelerar este proceso, reducir el coste y garantizar la estabilidad. Una de ellas incluye la disminución del contenido de platino y la otra explorar nuevos materiales metálicos cuyo coste resulte muy inferior al del platino.

Investigadores del Instituto INRS de Quebec (Canadá) han publicado en el último número de la revista Science el desarrollado de un material de electrodo constituido por hierro, nitrógeno y carbono (los mismos elementos que integran nuestra hemoglobina) capaz de generar una corriente eléctrica similar a la que producen los materiales de base de platino. El proceso implica la generación de poros muy estrechos en el sustrato de carbono de forma que el hierro y el nitrógeno puedan anclarse en las paredes y así facilitar la reducción del oxígeno. Otro avance importante en esta misma dirección lo han conseguido en la empresa Nisshinbo Industries en Japón mediante la fabricación de una aleación de carbono que produce corriente elevada y además presenta una elevada resistencia a la corrosión. El coste de este nuevo material de electrodo resulta aproximadamente la sexta parte del coste de un electrodo convencional de platino. Análogamente, en la Universidad de California se están empleando técnicas de fabricación microscópica que permite depositar cantidades muy pequeñas de platino en la superficie interna y externa de nanotubos de carbono de manera que el sistema solamente contiene una cuarta parte de la cantidad de platino que se incorpora a una celda convencional y que mantiene un comportamiento eléctrico similar.

Estos materiales alternativos de electrodo y la consiguiente caída de los costes de fabricación de las celdas de combustible de tipo PEM ponen de manifiesto que tales dispositivos de generación de electricidad empiezan a ser competitivos. Aún considerando los retos que todavía están planteados, podemos decir que las este tipo de celdas ya es una realidad.

Hace algunos meses comentábamos en este weblog la comercialización del Honda FCX Clarity, el primer coche de hidrógeno de la marca japonesa, propulsado por una pila de combustible. Pues bien, este vehículo ha sido galardonado  con el premio “Coche Verde Mundial” en la edición 2009 de los premios “Coche Mundial del Año”, que otorgan periodistas especializados en automoción de todo el mundo.

[Fernando Fresno]

El premio “Coche Verde Mundial” (World Green Car) se estableció en 2004 como parte de los premios “Coche Mundial del Año” (World Car of the Year Awards). Para ser candidato a este premio, el vehículo debía estar disponible en al menos un mercado importante durante 2008. El vehículo o su tecnología podrían estar en producción, o bien ser un propotipo experimental de cara a un futuro próximo, siempre y cuando hubiera sido lanzado para su evaluación en, al menos, diez unidades durante 2008. Las emisiones, el consumo y el uso de fuentes de energía de bajo impacto ambiental fueron tenidos en cuenta para otorgar el premio.

Entre 22 candidatos iniciales, elegidos por un jurado compuesto por 59 miembros de 25 países diferentes, tres vehículos resultaron finalistas: el Mitsubishi iMiEV, un vehículo eléctrico con baterías de ion litio y una autonomía de 160 km; el Toyota iQ, un coche urbano tipo Smart con bajas emisiones; y el FCX Clarity de Honda, ganador final del premio.

Según el jurado, “el FCX Clarity es un sedán completamente real, alimentado con hidrógeno, que ofrece todas las prestaciones que los clientes esperan de un coche de categoría premium, con 430 kilómetros de autonomía, con un consumo de combustible de aproximadamente 3,3 litros/100 km. y cero emisiones contaminantes. Mientras la industria de la automoción espera apoyo de los gobiernos para desarrollar esta tecnología, especialmente en el desarrollo de la infraestructura de repostaje, Honda tiene que ser recompensada por haber dado un importante paso con la comercialización del FCX Clarity a clientes en California por US$ 600 al mes”.

Fuente: Energías Renovables

El coche eléctrico se presenta como la solución perfecta a la reducción de la dependencia energética y sobre todo para la reducción de emisiones de contaminantes. Sin embargo estas afirmaciones y la comparación con el automóvil convencional dependen del origen de la electricidad utilizada para la recarga de las baterías que en España actualmente supone unas emisiones de dióxido de carbono de  0.276 kg/kWeh generado.

Aunque tanto el automóvil convencional como el eléctrico contribuyen a las emisiones de gases efecto invernadero, mientras que la flota de coches de combustión suponen una multitud de fuentes emisoras de CO₂ que además se mueven por lo que es complicado la captura de sus emisiones, en el segundo caso tienen como ventaja que la electricidad que consume el automóvil se genera en grandes centrales eléctricas por lo que es una emisión concentrada y controlada a la que resulta posible aplicar técnicas de captura y almacenamiento de CO₂.

A continuación comparamos un vehículo convencional, otro híbrido y uno eléctrico de características similares. Las conclusiones a las que se llega es que desde el punto de vista de emisiones y especialmente en ciudad, el coche eléctrico y el híbrido resultan menos contaminantes, siendo esta diferencia menor en el transporte en carretera. El principal inconveniente, al menos en la actualidad, es el elevado precio de los coches eléctricos. En cualquier caso y si de verdad queremos contribuir a la reducción de emisiones lo mejor es utilizar el transporte público, de éstos el menos contaminante con diferencia es el Metro que emite una media de 39 gr/km y pasajero para una ocupación del 24% frente a los 135 del automóvil de gasolina con una ocupación de 1.3 pasajeros por coche.

En Dinamarca e Israel se están promoviendo iniciativas para la creación de redes de coches eléctricos, con sistemas de recarga o sustitución de baterías y la obtención de la electricidad con energías renovables, en el caso de España, el Ministerio de Industria se plantea un objetivo de un millón de coches eléctricos en 2014, lo que supondría un incremento del consumo de electricidad del 0.8%, una reducción de emisiones de seis mil toneladas diarias de CO₂ y un ahorro de gasolina de 3000 Toneladas diarias.

[Mª Jesús Marcos Crespo]

El transporte supone el 70% del consumo de petróleo mundial, del cual el 80% es debido al transporte por carretera (camiones y vehículos), con respecto a las emisiones de dióxido de carbono el sector transporte es responsable del 28% de dichas emisiones y en España en concreto los vehículos particulares emiten el 12% de dichas emisiones, concretamente 59.83 Mton de CO₂  anuales.

Ante este panorama el vehículo eléctrico se presenta como la alternativa perfecta al automóvil convencional, siendo la solución a la dependencia del petróleo y a la reducción de emisiones, frecuentemente estos automóviles se anuncian como automóviles de “emisión cero de contaminantes”.

Pero la electricidad no es ni mucho menos limpia, de hecho es responsable de otro 32% de las emisiones de gases efecto invernadero dependiendo dichas emisiones del origen del combustible utilizado para su generación, así la electricidad de origen hidroeléctrico o renovable (especialmente eólica y/o solar termoeléctrica o fotovoltaica) será realmente limpia mientras que la obtenida a partir del carbón supondrá un elevado grado de emisiones.

Un primer paso para comparar las emisiones del vehículo convencional y el eléctrico es determinar las emisiones en cada uno de los casos comparando en unidades equivalentes, en nuestro caso utilizaremos el kWh eléctrico:

·         Un litro de gasolina o de gasoil son equivalentes a 10 kWh de electricidad y su combustión emite una media de 0.232 y 0.26 kgCO₂/kWh la gasolina y el gasoil respectivamente.

·         Con respecto al origen de la electricidad y sus emisiones, centrándonos en España y según el avance del informe sobre generación eléctrica 2008 de Red Eléctrica Española, la electricidad generada en 2008 ha tenido su origen en: 32% ciclo combinado, 11% eólica, 16% carbón, 7% hidráulica, 20% nuclear y 19% resto (régimen especial).

La figura siguiente muestra las emisiones de dióxido de carbono para la generación de un kWh en plantas eléctricas en función de la fuente primaria utilizada, del mix español y de los motores de combustión (gasolina y gasoil).

A partir de estos datos se deduce que en España, el kWh de electricidad generaría un 18% más de emisiones que un motor de gasolina, que sería el más limpio, y un 6% más que el de gasoil y además resolvería muy parcialmente la dependencia energética exterior ya que tanto el gas natural como gran parte del carbón utilizado en su generación se importa.

Pero lo realmente importante es comparar las emisiones y el coste del combustible por km recorrido del coche eléctrico y del convencional, esto resulta un tanto complicado porque depende en gran medida de la potencia de cada uno de ellos y especialmente en los automóviles de combustión que normalmente están sobredimensionados para las necesidades reales.

La comparación del vehículo eléctrico y el convencional para ser justa debe referirse a automóviles de semejantes prestaciones (potencia, capacidad, velocidad, etc.) y resulta realmente complicado porque mientras que es fácil obtener especificaciones técnicas de los vehículos convencionales tales como la potencia, consumo de combustible, velocidad punta etc. (El IDAE (Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía) en su página web disponen de una base de datos de automóviles en la que informan tanto de consumo como de emisiones como de las características de los mismos en función de su potencia) en el eléctrico resulta mucho más complicado ya que para empezar suelen ser prototipos de coches imposibles. Nosotros intentaremos ser los más objetivos posible, para ello partimos de los siguientes datos de partida sobre el comportamiento de los vehículos:

Vehículo convencional: La energía primaria es el combustible (gasolina o gasoil). El motor convierte la energía química de los combustibles en energía mecánica. En esta transformación el 30-40% (gasolina-gasoil) de la energía primaria se convierte en movimiento y el resto son pérdidas (28% se pierde en el radiador, 10% en el bloque de frenado y un 35% se va por el tubo de escape). El rendimiento de los procesos de refino y transporte anteriores son del 85%), por lo tanto la eficiencia Tank to wheel es del 25%.

Vehículo eléctrico: La energía primaria depende del mix energético (32% ciclo combinado, 11% eólica, 16% carbón, 7% hidráulica, 20% nuclear y 19% resto), el rendimiento de conversión depende de la fuente pero de media está en torno al 40%, posteriormente hay que tener en cuenta un 20% de pérdidas por transformación y transporte, conversión de la electricidad en energía química almacenada en la batería y posteriormente otra vez a electricidad (85% de eficiencia) y 85% de rendimiento del motor. La conversión total de energía primaria a mecánica del motor es del 21%.

Vehículo híbrido: Es un vehículo con motor convencional y una batería auxiliar que se carga con la energía no aprovechada durante el frenado o cuando el coche está parado con el motor en marcha, esto sucede muy a menudo en la ciudad que es donde estos automóviles tienen un consumo considerablemente inferior a los convencionales.

En la comparación de los vehículos utilizaremos el modelo Honda CIVIC 1.4 DSI (gasolina), su equivalente híbrido HONDA CIVIC 1.3 DSI Hybrid y como eléctrico equivalente el HONDA EV Plus, vehículo eléctrico de baterías que HONDA fabricó hasta el 2003 y que dejó de hacerlo debido sobre todo a la baja demanda por su elevado precio (60000 € actuales).

La tabla recoge el resultado de la comparación:

Comparando el motor convencional y el híbrido, el consumo de este último es sensiblemente inferior en ciudad y por lo tanto en emisiones (un 40% menos de consumo y de emisiones de CO₂), y el eléctrico emite entre un 11-35% menos de CO₂ aunque hay que tener en cuenta las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, en cualquier caso estas emisiones al generarse de forma centralizada en las centrales térmicas podrían ser evitadas con sistemas de captura y limpieza de CO₂.

Con respecto al coste del combustible o la electricidad el km eléctrico los defensores del coche eléctrico aseguran que sale mucho más barato, (4.21 €/100 km frente a 8.76), sin embargo si tenemos en cuenta la amortización del coste del automóvil hará una vida media de 10 años (10000 km), el precio del km recorrido con el automóvil eléctrico resulta tres veces más caro que el convencional.

La figura siguiente compara las emisiones de dióxido de carbono de diferentes medios de transporte para una ocupación media (1.3 pasajeros por automóvil y 23% para el autobús y metro), y una ocupación total (en el caso del automóvil 100% de ocupación). Observamos que en ciudad el metro sería el medio de transporte más limpio y sostenible con unas emisiones cuatro veces inferior al automóvil de gasolina o dos con respecto al eléctrico.

Conclusión: El coche eléctrico será realmente limpio y reducirá la dependencia energética de los países cuando el origen de esa electricidad sea totalmente renovable. Así lo han entendido en Israel que se plantea para el 2011 que todos sus vehículos sean eléctricos con más de 50000 puntos de recarga y 500 de sustitución de baterías (se cambiaría la batería vacía por otra llena), para la obtención de la electricidad se construirían plantas solares fotovoltaicas o termoeléctricas. Dinamarca planea una red similar y en este caso el origen de la electricidad sería eólica.

Otro proyecto interesante es el que tienen previsto en la ciudad de Newark (EEUU), en la que utilizarán los vehículos eléctricos como acumuladores eléctricos nocturnos para la electricidad de origen eólico (el viento es mayor por la noche y al ser menor el consumo y la electricidad no poder ser almacenada, deben desconectarse los molinos).

En España, el Ministerio de Industria se plantea que en 2014 haya 1 millón de vehículos eléctricos, suponiendo un recorrido medio de 33 km al día por vehículo y partiendo de esos 22 kWh /100km del Honda Civic anterior, supondría un consumo de 7 GWh diarios de electricidad que parecen muchos pero que realmente son el 0.8% de los 775 GWh de la electricidad generada diariamente en España o un 5% de los 139 GWh producidos con energía eólica, que sería equivalente a que los aerogeneradores instalados estuvieran funcionando 24 minutos más de lo que lo hacen diariamente (5 horas).

La pasividad de la administración Bush respecto de los problemas energéticos y su cuestionable compromiso político en la mitigación del cambio climático tornan ahora, con la entrada de Obama, en un plan denominado “New Energy for América” que contempla la inversión de 115.000 millones de euros en los próximos 10 años y la creación de hasta 5 millones de empleos en Estados Unidos para transformar el panorama energético, reduciendo la adicción al crudo extranjero y mitigando el cambio climático. Es un plan a largo plazo, pero que empieza a aplicarse desde ya mediante las medidas de estímulo económico aprobadas recientemente.

[José Luis Gálvez]

Los puntos principales del plan Obama-Biden son:

-          Aliviar las economías familiares reduciendo la especulación energética.

-          Eliminar las importaciones de crudo (sobre todo las de Oriente y Venezuela)

-          Crear millones de trabajos verdes mediante la inversión en renovables para que en 2025 el 25% de la electricidad venga de fuentes limpias, construcción del gaseoducto de Alaska, inversión en técnicas limpias de carbón, aumentar la eficiencia energética, …

-          Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero un 80% en 2050 y convertir a Estados Unidos en líder de la Mitigación del Cambio Climático.

Barack Obama en la presentación del plan. Imagen cortesía de www.altdotenergy.com

También hay que destacar que, del plan recientemente aprobado de estímulo económico de 782.000 millones de dólares, 71.000 millones se dedicarán a aspectos relacionados con el medio ambiente, parte de los cuales son:

-          Aumento de la eficiencia energética de edificios públicos: $ 4.500 millones

-          Modernización de la red eléctrica $ 11.000 millones

-          Inversiones en eficiencia energética a nivel local: $ 6.300 millones

-          Aumento de la eficiencia energética doméstica: $ 5.000 millones

-          Investigación en Energías renovables: $ 2.500 millones

-          Baterías avanzadas: $ 2.000 millones

-          Préstamos para instalaciones de energías renovables: $6.000 millones

-          Otros programas de eficiencia energética: pequeñas aplicaciones en autobuses y camiones. $ 1000 millones

-          Formación en energía renovable y eficiencia energética de trabajadores: $500 millones

-          Investigación básica en energía: $2.000 millones

Es destacable la ausencia de la energía nuclear en los planes de Obama. En el plan de estímulo económico, en teoría, no se destinará ni un solo dólar a invertir en fisión (sí a la investigación de la fusión nuclear). Esta ausencia se contempla como un error incluso por miembros de su propio partido, mientras que los grupos ecologistas se alegran y esperan que no sólo sea una cuestión de imagen. Un punto muy criticado por estos grupos ecologistas es la apuesta por la captura de CO₂ en la mejora de las centrales térmicas existentes que, en principio, se iba a eliminar del plan y que al final, en el plan aprobado por el congreso, se destinarán 3400 millones de dólares al desarrollo de proyectos de demostración de sistemas de captura.

El diseño de sistemas eficientes para lograr la producción de hidrógeno a partir de agua utilizando luz solar es uno de los retos más importantes a los que se enfrenta la investigación en energía renovable teniendo en cuenta el potencial del hidrógeno como vector energético limpio y sostenible. Hasta la fecha se han logrado algunos avances en estos procesos fotoquímicos de producción de hidrógeno aunque con limitados resultados en eficiencia y durabilidad. Investigadores del Instituto Weizmann han presentado recientemente una nueva aproximación para llevar a cabo de forma eficiente y simple la ruptura de la molécula de agua con luz solar.

[R. M. Navarro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

Proyecciones acerca de las necesidades globales energéticas para satisfacer un desarrollo sostenible indican la necesidad de aumentar la capacidad de producción de energía limpia en un 50% en el año 2030^[1]. Este incremento en la capacidad de producción a corto plazo se deberá realizar indefectiblemente mediante el aprovechamiento de la energía solar directa. Las investigaciones recientes en el aprovechamiento de la energía solar directa siguen tres principales estrategias. La primera de ellas es la de la conversión directa de la luz solar en electricidad utilizando los sistemas fotovoltaicos que en la actualidad se están instalando en todo el mundo. Los retos que debe afrontar esta aproximación tecnológica pasan por incrementar su eficiencia y durabilidad así como reducir su coste. En este sentido se están realizando considerables esfuerzos en investigación en células fotovoltaicas alternativas a las actuales basadas en silicio utilizando nuevos diseños de capa delgada basados en silicio amorfo, CdTe, CuInGaSe o compuestos orgánicos. La segunda de las estrategias seguidas para el aprovechamiento de la energía solar es mediante el uso de la fotosíntesis natural para la obtención de biocombustibles a partir de cultivos o de residuos agroforestales. Alguna de estas aproximaciones, como la transformación de maíz en etanol, tiene ventajas medioambientales marginales en términos económicos y de beneficios en la emisión de CO₂. Otras fuentes de biomasa, como pastos naturales o residuos agrícolas, pueden ser económicamente y medioambientalmente más viables. Sin embargo para que dichas fuentes puedan ser aprovechadas eficientemente se deben desarrollar métodos para la fácil ruptura, mediante procesos catalíticos o enzimáticos, de la celulosa en sus azúcares individuales y para la rápida conversión de dichos azúcares en combustibles líquidos. La tercera estrategia de aprovechamiento de la energía solar directa se basa en procesos de fotosíntesis artificial. En este tipo de sistemas se utilizan semiconductores (fotocatalizadores) o moléculas organometálicas complejas (cromóforos) que son excitadas mediante luz solar generando electrones y cargas positivas que tras su separación pueden ser utilizadas respectivamente en reacciones de reducción y oxidación. Los pasos clave de este tipo sistemas son (Figura 1): (i) absorción de luz por el fotocatalizador o cromóforo y generación en ellos de electrones y cargas positivas, (ii) transferencia de los electrones y las cargas positivas generadas a moléculas receptoras donde tienen lugar, (iii) las reacciones de los electrones y las cargas positivas para reducir y oxidar a moléculas de interés.

Figura 1.- Esquema simplificado de ruptura de agua a través de un esquema de fotosíntesis artificial. La absorción de un fotón en el cromóforo o semiconductor provoca la generación de un electrón y una carga positiva. La transferencia de los electrones es facilitada por la presencia de un aceptor A mientras que la de las cargas positivas lo es por la presencia de un electrodonor D.

Una de las reacciones más estudiadas utilizando esta estrategia de fotosíntesis artificial es la de la ruptura de la molécula de agua en H₂ y O₂ (Figura 1) teniendo en cuenta el potencial que ofrece el hidrógeno como vector energético limpio y eficiente. El diseño de sistemas eficientes para lograr la ruptura de la molécula de agua en H₂ y O₂ con luz solar es uno de los más importantes retos a los que se enfrenta la investigación en energía renovable en la actualidad. Hasta la fecha se han logrado avances en estos procesos fotoquímicos de producción de hidrógeno  aunque con resultados limitados por su baja eficiencia y durabilidad. Sin embargo, el trabajo recientemente publicado por el Prof. David Milstein y col. del Instituto Weizmann^[2] presenta una nueva aproximación para llevar a cabo de forma eficiente y simple la ruptura de la molécula de agua con luz solar.  La nueva aproximación que propone el equipo del Prof. Milstein (Figura 2) está dividida en dos etapas consecutivas, una térmica que genera hidrógeno y otra solar que genera oxígeno utilizando como mediador una molécula organometálica de Ru (R-Ru-R’). Esta molécula organometálica de Ru  tiene la capacidad de extraer H₂ de la molécula de agua a una temperatura próxima a 100ºC y de regenerarse en una etapa posterior con luz generando oxígeno (Figura 2).

Figura 2.- Esquema simplificado de ruptura de agua a través de las nuevas etapas propuestas por el Prof. Milstein utilizando un mediador organometálico de Ru (R-Ru-R’).

La molécula organometálica de Ru diseñada por el Prof. Milstein representa un notable avance para la producción eficiente de hidrógeno a partir de agua y luz solar ya que permite un novedoso mecanismo de ruptura de agua utilizando un proceso molecular relativamente simple y sin necesidad de agentes químicos de sacrificio. En próximos estudios los autores planifican dar respuesta a los retos que se han planteado en esta primera fase de la investigación respecto a la durabilidad de la molécula mediadora y respecto a la mejora del balance energético asociado a la etapa térmica. Aunque la industrialización de este tipo de proceso aún parece lejana no cabe duda de que el hecho de que con un sistema molecular simple se pueda lograr la ruptura de la molécula de agua estimulará la investigación en procesos similares que faciliten el alcanzar sistemas energéticos sostenibles de futuro.

[1] www.eia.doe.gov/oiaf/ieo

[2] Science, vol 324, 3 April 2009, 74-77