Científicos surcoreanos aumentan un 40% la producción de hidrógeno en electrólisis aplicando teflón a componentes clave

Investigadores mejoran la generación de hidrógeno con un recubrimiento de teflón

Un equipo de la UNIST ha logrado aumentar la eficiencia de la electrólisis del agua aplicando una fina capa de teflón a un componente del sistema, sin necesidad de alterar su diseño actual.

Una innovación simple con resultados significativos

Utilizando PTFE (politetrafluoroetileno), un material común y económico, los científicos han conseguido elevar aproximadamente un 40% el rendimiento en la creación de hidrógeno verde. Esta no es una modificación compleja ni requiere catalizadores novedosos, sino una intervención inteligente en la capa de transporte porosa (PTL) del electrolizador.

El estudio, dirigido por Jungki Ryu y Dong Woog Lee de la UNIST y destacado en la portada de Advanced Science, aborda un objetivo crucial: incrementar la producción de hidrógeno utilizando la infraestructura existente, evitando costes y complicaciones adicionales.

El problema: las burbujas que se adhieren

Durante la electrólisis, se forman burbujas de hidrógeno en el catalizador. Cuando estas burbujas permanecen adheridas a la superficie:

• Bloquean áreas activas del catalizador.
• Dificultan el contacto entre el agua y el catalizador.
• Aumentan la resistencia eléctrica del sistema.

La solución: una superficie que repele las burbujas

La estrategia del equipo fue recubrir la parte superior de la PTL con PTFE, dotándola de propiedades hidrofóbicas. Esto permite:

• Una liberación más rápida de las burbujas de hidrógeno.
• Un flujo de gas más eficiente.
• La prevención de cuellos de botella en la reacción.

Un equilibrio clave: La PTL tiene una doble función: evacuar el gas y suministrar agua. El recubrimiento se aplicó solo en la mitad superior, manteniendo así el suministro de agua mientras se facilita la salida del hidrógeno.

Resultados y ventajas prácticas

• Eficiencia: Las celdas con PTL tratada mostraron un aumento del 40% en la densidad de corriente, lo que se traduce en mayor producción.
• Estabilidad: Se redujo significativamente la pérdida de voltaje causada por la acumulación de gas.
• Simplicidad industrial: El proceso de aplicación (pulverización y tratamiento térmico) es sencillo, escalable y económico, demostrado en componentes de hasta 225 cm².

Los investigadores destacan que este enfoque desafía la noción de que las superficies deben ser siempre hidrofílicas. La hidrofobicidad controlada resuelve un problema persistente. Además, el uso de PTFE, un material accesible y barato, permite una adopción inmediata sin rediseños.

Implicaciones más amplias y perspectivas de futuro

Este principio podría aplicarse a otros sistemas electroquímicos donde la gestión de gases es un reto, como pilas de combustible o ciertos tipos de baterías. Representa una vía de progreso valiosa: optimizar la tecnología actual en lugar de esperar a una nueva revolución. Una actualización de este tipo podría actuar como un "retrofit" energético, mejorando rápidamente instalaciones ya existentes.

Para la industria, esta mejora puede ayudar a reducir los costes operativos del hidrógeno verde, facilitando su uso en sectores como la producción de fertilizantes o acero, y alineándose con políticas que buscan maximizar el rendimiento de las energías renovables.

No es una solución definitiva, pero es un avance tangible. En la transición energética, las mejoras incrementales y prácticas suelen ser las que consolidan el camino. A veces, un progreso importante comienza con algo aparentemente pequeño, como permitir que una burbuja se desprenda a tiempo.

Referencia: Yunseok Kang et al, Anisotropically Wettable Porous Transport Layers for Gas Management in Water Electrolyzers, Advanced Science (2025). DOI: 10.1002/advs.202508569

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