Una economía del hidrógeno en miniatura en un chip
El hidrógeno es un componente prometedor de una economía basada en energías limpias. Puesto que se encuentra principalmente enlazado a otros átomos o compuestos, para poder usar gas hidrógeno, primero es necesario obtenerlo. La electrólisis del agua es una de las cosas más sostenibles que hay. Con el propósito de desarrollar un sistema para producirlo, almacenarlo y utilizarlo, y de hacerlo compacto y útil para el suministro autónomo de energía para dispositivos inalámbricos, un grupo de científicos financiado por la Unión Europea inició el proyecto «Chip integrated hydrogen generation-storage-power micro system» (HYGENMEMS). Aunque se haya avanzado muchísimo en el campo de las tecnologías del hidrógeno y las celdas de combustible, sigue siendo un área de investigación enorme. Los científicos trabajan intensamente para aumentar la eficiencia y reducir los costes e incluso para conocer mejor los mecanismos mediante los cuales algunos materiales hacen su trabajo. HYGENMEMS debía encontrar los materiales y las tecnologías de procesamiento adecuadas y, a la vez, desarrollar un concepto de aplicación totalmente nuevo. Los catalizadores son un componente crítico del proceso de conversión del hidrógeno. Deben ser muy activos y rentables y, a la vez, en este caso, deben ser compatibles con las tecnologías de microsistemas. El equipo demostró que se podía lograr una eficiencia catalítica mayor y una gran área superficial activa mediante la copulverización catódica con magnetrón de platino iridio.Los investigadores utilizaron láminas de paladio para almacenar hidrógeno. El paladio se considera una esponja de cualidades extraordinarias para el hidrógeno. En condiciones ambientales, puede absorber hasta novecientas veces su volumen en hidrógeno mediante la formación reversible de un hidruro de aleación de paladio con estructura reticular. HYGENMEMS obtuvo láminas con alta reproducibilidad de paladio con las propiedades adecuadas en todo el rango de espesores probados desde cien nanómetros hasta micras. Después de fabricar con éxito la membrana electrolítica polimérica necesaria para la electrolisis y la operación inversa como celda de combustible para generar electricidad a partir del hidrógeno, el equipo integró todos los componentes. Para obtener el microsistema conversor de energía a partir de hidrógeno sobre una oblea monocristalina de silicio se necesitaron cinco máscaras litográficas distintas.El prototipo de celda única funcional demostró la consecución de los objetivos técnicos y la posibilidad de disponer de un sistema reversible de microenergía a partir de hidrógeno para dispositivos inalámbricos. La continuación de la investigación y la optimización de pilas de celdas debería abrir el mercado a numerosas aplicaciones que dependen de necesidades energéticas específicas.
