1º ¿Por qué el hidrógeno es considerado un pilar de la transición energética?

El hidrógeno se ha convertido en un vector clave para descarbonizar sectores en los que la electrificación directa no es viable, como la industria pesada o el transporte marítimo y aéreo. Nos permite almacenar energía renovable a gran escala y disponer de ella cuando se necesita, aportando estabilidad al sistema energético. La electrólisis es hoy la tecnología más avanzada para producir hidrógeno verde, pero no será suficiente por sí sola: requiere mucha electricidad y sus costes todavía son elevados. Por eso es fundamental explorar alternativas como los ciclos termoquímicos, que nos permiten aprovechar directamente fuentes de calor renovable o residual para producir hidrógeno de manera más eficiente.

2º ¿En qué consiste exactamente el thermochemical water splitting (TWSC) y qué lo diferencia de otros métodos actuales de producción de hidrógeno verde?

El splitting termoquímico del agua es un proceso en el que utilizamos ciclos de reacciones químicas a alta temperatura para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. A diferencia de la electrólisis, que emplea electricidad como energía de entrada, aquí lo que necesitamos es calor. Esto abre la puerta a integrar fuentes como la energía solar concentrada o el calor residual de procesos industriales.

Además, al ser un proceso cíclico, el mismo material reacciona repetidamente, liberando hidrógeno sin consumirse en cada ciclo. La gran ventaja es que, en teoría, podemos alcanzar eficiencias muy altas con un uso mínimo de electricidad, siempre que los materiales sean lo suficientemente estables y económicos.

3º ¿Cuáles son hoy los principales retos tecnológicos para que los ciclos termoquímicos puedan dar el salto de la investigación al uso industrial?

El reto más importante es encontrar materiales que mantengan su rendimiento durante miles de ciclos a temperaturas muy elevadas, sin degradarse ni perder capacidad de reacción. Muchos de los compuestos estudiados hasta ahora sufren problemas de estabilidad o son demasiado caros para escalar. Otro desafío es el diseño de los reactores: debemos optimizar la transferencia de calor, minimizar pérdidas y garantizar la seguridad del proceso.

Finalmente, está la cuestión del coste: tenemos que lograr que la producción de hidrógeno por esta vía pueda competir con la electrólisis y, sobre todo, con las opciones fósiles, lo que exige avanzar tanto en ciencia de materiales como en ingeniería de sistemas.

4º ¿Qué requisitos deben cumplir los materiales para ser viables en procesos que trabajan a alta temperatura y con miles de ciclos de operación?

Los materiales deben combinar varias propiedades críticas: estabilidad térmica, es decir, que soporten temperaturas superiores a 1000 °C sin degradarse; reversibilidad, para que puedan oxidarse y reducirse repetidamente sin perder eficiencia; y robustez mecánica, para resistir los choques térmicos y mecánicos propios de la operación.

Además, deben ser abundantes, económicos y fáciles de sintetizar, porque de nada sirve un material con propiedades excelentes si es muy escaso o demasiado caro para producir a gran escala. Por eso, nuestra investigación se centra en óxidos metálicos y cerámicos avanzados, que ofrecen un buen equilibrio entre rendimiento, coste y durabilidad.

5º ¿Cómo podrían beneficiarse industrias que ya generan grandes cantidades de calor residual si incorporan tecnologías de splitting termoquímico para producir hidrógeno?

Muchas industrias intensivas en energía, como el acero, el cemento o la química, producen enormes cantidades de calor residual que en la mayoría de los casos se pierde. Si conseguimos aprovechar ese calor para alimentar ciclos termoquímicos, podríamos transformarlo en hidrógeno renovable.

Esto no solo reduciría las emisiones, sino que permitiría a esas industrias valorizar un recurso que hoy no utilizan y, además, producir un combustible limpio que puede emplearse dentro de sus propios procesos o venderse como producto energético. Es una manera de hacer más eficiente y circular la industria, generando nuevas oportunidades de negocio mientras se avanza en descarbonización.

6º ¿Cómo podrían beneficiarse industrias que ya generan grandes cantidades de calor residual si incorporan tecnologías de splitting termoquímico para producir hidrógeno?

En CIC energiGUNE tenemos una combinación única de capacidades. Por un lado, contamos con un equipo especializado en el diseño y síntesis de materiales cerámicos y metálicos avanzados, capaces de resistir las condiciones extremas de estos procesos. Por otro, disponemos de instalaciones de caracterización y modelado que nos permiten analizar en detalle cómo se comportan estos materiales, anticipar su durabilidad y optimizar su rendimiento.

Además, participamos activamente en proyectos internacionales que nos conectan con la industria y con otros centros de investigación líderes, lo que acelera la transferencia de resultados hacia aplicaciones reales. Nuestro objetivo es claro: transformar los ciclos termoquímicos de agua de una promesa científica a una tecnología viable para producir hidrógeno verde a gran escala.