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La USP presenta una innovación tecnológica que reduce costos y aumenta la eficiencia en la producción de hidrógeno verde. El nuevo electrolizador sin membrana impulsa la transición energética y abre camino para aplicaciones industriales más sostenibles en Brasil
El 9 de diciembre de 2025, la USP divulgó oficialmente el desarrollo de un electrolizador sin membrana creado por investigadores de la Escuela Politécnica y del RCGI (Centro de Investigación para la Innovación de Gases de Efecto Invernadero). La innovación fue presentada como un avance científico que puede reducir costos y ampliar la viabilidad de la producción de hidrógeno verde, considerado uno de los combustibles estratégicos para enfrentar las emisiones industriales y acelerar la transición energética global.
¿Cómo la USP desarrolló el electrolizador sin membrana?
El descubrimiento ganó destaque porque la membrana es uno de los componentes más caros y frágiles en los electrolizadores tradicionales. Su eliminación, manteniendo la separación eficiente de gases, puede hacer todo el proceso más barato y más robusto, ampliando el acceso a una tecnología fundamental para sectores industriales que aún dependen de combustibles fósiles.
El equipo creado por los investigadores de Poli-USP rompe con el estándar convencional de los electrolizadores usados en la electrólisis del agua. En los modelos tradicionales, la membrana actúa como barrera entre el hidrógeno y el oxígeno producidos simultáneamente. Sin embargo, se trata de un componente caro, propenso a desgaste y responsable de limitar la eficiencia del proceso.
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Según el ingeniero Vitor Bortolin, eliminar la membrana siempre fue un desafío importante porque su ausencia podría permitir la mezcla de gases, inviabilizando el uso seguro. El nuevo prototipo contorna este problema al utilizar un flujo líquido para conducir las burbujas hacia lados opuestos del reactor, garantizando la separación deseada y reduciendo la complejidad operativa.
Amaral complementa que la solución aumenta la estabilidad y puede elevar la durabilidad del sistema. Este enfoque simplificado contribuye directamente a disminuir los costos de producción del hidrógeno obtenido por electrólisis, especialmente en plantas industriales que buscan reducir gastos con mantenimiento.
Hidrógeno Verde y Su Papel en la Descarbonización
El hidrógeno verde ha ganado relevancia en el escenario energético global por su capacidad de reemplazar combustibles fósiles en aplicaciones que exigen alta densidad energética. Entre ellas están la fabricación de acero, la producción de fertilizantes, el transporte pesado e incluso sistemas aeroespaciales.
Cuando la electrólisis es alimentada por fuentes renovables, como energía solar o eólica, el hidrógeno se convierte en un vector energético de bajo impacto. No emite dióxido de carbono durante su uso y posee uno de los mayores potenciales de almacenamiento entre las alternativas disponibles, lo que lo convierte en estratégico para el equilibrio de las redes eléctricas.
De acuerdo con Amaral, almacenar energía excedente en forma de hidrógeno es más viable que recurrir a baterías de litio, principalmente en escenarios de gran escala. Las baterías demandan materiales caros y tienen limitaciones de vida útil, mientras que el hidrógeno puede ser almacenado sin pérdidas significativas a lo largo del tiempo. Este diferencial ayuda a integrar energías renovables intermitentes a sistemas industriales y logísticos.
¿Cómo el Avance Contribuye a la Transición Energética con Hidrógeno Verde?
El desarrollo realizado por la USP llega en un momento decisivo para la transición energética global. Diversos países están ampliando inversiones en hidrógeno, incluyendo Alemania, Japón, Chile y Estados Unidos. En Brasil, el tema ha ganado destaque en iniciativas recientes que buscan estructurar una cadena nacional de producción y exportación.
Bortolin refuerza que la caída continua en el costo de la energía solar y de la energía eólica abre espacio para ampliar la competitividad del hidrógeno verde. Sin embargo, para que esto suceda de forma acelerada, es necesario reducir el costo de los electrolizadores y aumentar su eficiencia —exactamente los dos puntos atacados por la innovación creada por la USP.
Con soluciones más accesibles, el país puede combinar su potencial renovable abundante con tecnología desarrollada internamente, generando oportunidades económicas y fortaleciendo su posición estratégica en el mercado global.
Aplicaciones Industriales y Desafíos para Reducir Emisiones
El hidrógeno producido por electrólisis ya se está estudiando como alternativa de descarbonización en procesos industriales considerados difíciles de electrificar. El sector siderúrgico, por ejemplo, depende de combustibles fósiles para reducir minerales y alcanzar altas temperaturas. Según Bortolin, el hidrógeno representa la alternativa más viable para sustituir carbón y gas natural en estas operaciones.
Además, el hidrógeno puede ser utilizado para:
- producción de amoníaco y fertilizantes;
- operaciones químicas de refinado;
- transporte pesado y de larga distancia;
- almacenamiento estacional de energía en sistemas renovables.
No obstante, producir hidrógeno verde a gran escala exige tecnologías más eficientes y económicas. La investigación de la USP demuestra que hay caminos para reducir estas barreras, reforzando que la innovación tecnológica será fundamental para acelerar la transición energética en diferentes segmentos económicos.
Otros Proyectos en Desarrollo en el RCGI
El equipo de Poli-USP informó que hay otras investigaciones paralelas sobre sistemas de electrólisis y métodos de producción de hidrógeno. Según Amaral, el grupo trabaja para consolidar métricas que comprueben la eficiencia y la estabilidad de los reactores en diferentes condiciones operativas. Esta etapa es esencial para validar el rendimiento y comenzar pruebas de campo.
El nuevo electrolizador ya ha pasado por experimentos preliminares y ha mostrado resultados prometedores, pero aún necesita evolucionar hasta alcanzar niveles aceptables de operación continua. Bortolin afirma que el proceso de maduración tecnológica es gradual, involucrando ajustes y pruebas repetidas hasta que el equipo sea capaz de operar con seguridad y estabilidad prolongada.
La perspectiva es que, con el avance de las investigaciones y el apoyo institucional de la universidad, el equipo avance hacia fases posteriores de prototipado y evaluación industrial.
Importancia de la Innovación Tecnológica con Hidrógeno Verde
La creación de un electrolizador sin membrana por la USP representa un paso relevante en la trayectoria brasileña de desarrollo en energías renovables. La innovación tecnológica es fundamental para reducir costos, aumentar la competitividad y permitir que países con alto potencial solar y eólico amplíen su participación en el mercado internacional de hidrógeno.
Además, Brasil cuenta con características únicas para prosperar en este sector. Posee una vasta disponibilidad de recursos naturales, capacidad de expansión renovable y creciente interés de empresas e instituciones de investigación. Por ello, avanzar en la investigación científica es esencial para consolidar un ecosistema nacional capaz de competir globalmente.
La nueva tecnología creada por el RCGI demuestra que el país puede desarrollar soluciones estratégicas y contribuir a una matriz energética más limpia, estable y sostenible. A medida que el hidrógeno verde gana espacio en agendas internacionales, innovaciones como esta refuerzan el papel de Brasil en la economía de bajo carbono, apoyando la industria, estimulando inversiones y atendiendo a las demandas climáticas globales.
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