Científicos han desarrollado un material activado por luz que podría ayudar a producir hidrógeno limpio a partir del agua de forma más económica y sencilla
Crédito: AI/ScienceDaily.com
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Universidad Estatal de Oregón/04/10/2026
Resumen: Un nuevo material fotoactivado puede producir hidrógeno a partir del agua de forma eficiente, sin necesidad de un costoso catalizador metálico adicional. Los investigadores afirman que su inusual composición química, basada en azufre, podría abrir el camino a métodos más económicos y prácticos para convertir la luz solar en combustible limpio.
HISTORIA COMPLETA
Investigadores de la Universidad Estatal de Oregón han creado una nueva clase de materiales que pueden utilizar la luz para producir hidrógeno a partir del agua, lo que ofrece una forma potencialmente más limpia de convertir la energía solar en combustible.
El proyecto fue liderado por Kyriakos Stylianou, de la Facultad de Ciencias de la Universidad Estatal de Ohio (OSU). Su equipo desarrolló un fotocatalizador capaz de producir hidrógeno de forma rápida y eficiente. El hidrógeno se utiliza ampliamente en pilas de combustible para vehículos, así como en la producción de amoníaco, el refinado de metales y la fabricación de plásticos.
Utilizar la luz para acelerar las reacciones químicas
Un catalizador es una sustancia que acelera una reacción química sin alterarse permanentemente en el proceso, explicó Stylianou. Un fotocatalizador funciona de manera similar, pero se activa con la luz. Tras absorber luz, el material alcanza un estado energético superior y puede utilizar esa energía para acelerar las reacciones químicas.
Según Stylianou, los hallazgos, publicados en la revista Journal of the American Chemical Society , podrían proporcionar a los investigadores otra herramienta para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abordar el cambio climático.
Su investigación se centra en los marcos metalorgánicos, o MOF, que son materiales cristalinos y porosos con estructuras que se pueden personalizar cuidadosamente.
Los MOF se construyen a partir de iones metálicos con carga positiva rodeados de moléculas orgánicas "enlazadoras". Sus diminutos poros y estructuras ajustables permiten a los científicos adaptar con precisión sus propiedades para diferentes aplicaciones.
Según Stylianou, teóricamente son posibles millones de estructuras MOF diferentes. Los investigadores químicos ya han sintetizado cerca de 100.000 de ellas, mientras que se han predicho las propiedades de aproximadamente medio millón más.
Un enlace de azufre inusual impulsa la reacción
Para este estudio, los investigadores se centraron en un MOF llamado BVR-19. Este material contiene un enlace sulfuro-sulfuro inusual que se rompe temporalmente al exponerse a la luz, produciendo especies de azufre altamente reactivas.
«El componente orgánico realiza el trabajo fundamental», afirmó Stylianou. «En lugar de depender principalmente de los átomos metálicos, nuestro material utiliza sus componentes orgánicos que contienen azufre para capturar la energía lumínica y mover los electrones donde se necesitan para producir hidrógeno. Esto representa una forma diferente de concebir el diseño de estos materiales».
Según Stylianou, este enfoque implica que el BVR-19 no requiere un catalizador metálico adicional costoso. Esto podría simplificar el diseño de futuros sistemas de producción de hidrógeno mediante luz.
Este material también presenta otra ventaja potencial. El BVR-19 se forma espontáneamente en soluciones acuosas a temperatura ambiente, lo que reduce la cantidad de energía necesaria para su producción.
Una alternativa más limpia al hidrógeno convencional
La producción de hidrógeno mediante la disociación del agua con un catalizador puede ser más limpia que el método industrial predominante, que se basa en el gas natural.
Ese proceso convencional, conocido como reformado de metano con vapor, libera dióxido de carbono al tiempo que produce hidrógeno.
Los métodos actuales para producir hidrógeno a partir del agua suelen basarse en la electrocatálisis, que utiliza electricidad para impulsar la reacción catalítica. Los beneficios ambientales de este enfoque dependen en gran medida de la procedencia de la electricidad. Para mantener la sostenibilidad y la competitividad económica, la energía debe provenir de fuentes renovables de bajo costo.
Actualmente, el hidrógeno producido mediante el reformado de metano con vapor cuesta alrededor de 1,50 dólares por kilogramo, mientras que el hidrógeno verde cuesta aproximadamente 5 dólares por kilogramo.
Nuevas reglas de diseño para un hidrógeno verde más económico
«Nuestro trabajo proporciona un modelo para diseñar mejores materiales que puedan reducir el coste del hidrógeno verde», afirmó Stylianou, director del Laboratorio de Descubrimiento de Materiales de la OSU, conocido como MaD Lab. «Al modificar el metal manteniendo el resto del material prácticamente igual, descubrimos por qué algunas versiones del MOF funcionan mucho mejor que otras. Estos hallazgos proporcionan nuevas reglas de diseño para crear materiales más eficaces para la producción de combustibles solares».
Los miembros del laboratorio MaD, Emmanuel Musa, Dylan Pyle, Jacob Lessard, Andrzej Gladysiak, Ankit Yadav, Silas Blessed y Prayash Mohanty, contaron con la colaboración de Logan Lancaster, Taylor Krueger, Min Soo Jung, Galen Fritz, Jacob Hirschi, Hongliang Huang, William Stickle, Xiulei "David" Ji, Chong Fang y Tim Zuehlsdorff, de la Universidad Estatal de Oregón.
El estudio contó con el apoyo de la Fundación Benéfica Murdock, la Fundación Nacional de Ciencias y la Facultad de Ciencias de la Universidad Estatal de Ohio (OSU).
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Fuente de la noticia:
Materiales proporcionados por la Universidad Estatal de Oregón . Nota: El contenido puede ser editado para ajustarse al estilo y la extensión.
Referencia de la revista:
Emmanuel Nyela Musa, Galen Fritz, Dylan Pyle, Logan S. Lancaster, Taylor D. Krueger, Min Soo Jung, Jacob M. Lessard, Andrzej Gładysiak, Ankit K. Yadav, Silas Musa Blessed, Prayash Mohanty, Jacob S. Hirschi, Hongliang Huang, William F. Stickle, Xiulei Ji, Chong Fang, Tim J. Zuehlsdorff, Kyriakos C. Stylianou. La transferencia de carga intraligando en estructuras metalorgánicas facilita la evolución de hidrógeno mediada por aniones radicales . Journal of the American Chemical Society , 2026; 148 (37): 40255 DOI: 10.1021/jacs.6c13238
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Cita esta página:
Universidad Estatal de Oregón. «Científicos acaban de descubrir una nueva forma de producir hidrógeno a partir del agua». ScienceDaily. ScienceDaily, 4 de octubre de 2026. < www.sciencedaily.com/releases/2026/10/261001214017.htm > .
