El Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC) desarrolla nuevos electrocatalizadores que producen hidrógeno más sostenible mediante inducción magnética

17/10/2025

• Los nuevos electrocatalizadores de cobalto, metal abundante y no noble, reducen la tradicional dependencia de metales escasos y caros
• La investigación publicada en la revista Small combina la inducción magnética y la electroquímica y abre la puerta al diseño de reactores de electrólisis más eficientes, con menor consumo energético y mayor durabilidad

Un grupo de investigación del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado una nueva familia de electrocatalizadores que permiten producir hidrógeno de forma más sostenible gracias a la electrólisis del agua – proceso químico que descompone el agua (H₂O) en hidrógeno (H₂) y oxígeno (O₂) mediante el uso de corriente eléctrica, combinado con la inducción magnética. Los nuevos electrocatalizadores utilizan metales abundantes y no nobles, como el cobalto, y reducen la tradicional dependencia de metales escasos, como el iridio y el rutenio. La aplicación de un campo magnético abre la puerta a diseñar reactores de electrólisis más eficientes, con menor consumo energético y una mayor durabilidad del catalizador. La investigación ha sido publicada en la revista Small.

Un electrocatalizador es un tipo de catalizador – sustancias que aceleran una reacción química sin ser consumidas en el proceso – que interviene en reacciones electroquímicas, aumentando la velocidad de la reacción y disminuyendo la energía requerida para que ocurran dichas reacciones. Los nuevos electrocatalizadores desarrollados por el ITQ (UPV-CSIC) están basados en nanopartículas de cobalto encapsuladas en carbono y se emplean en una reacción conocida como Reacción de Evolución de Oxígeno, OER, por sus siglas en inglés.

Esta reacción electroquímica, en la que las moléculas de agua se oxidan para producir oxígeno gaseoso, protones y electrones, está asistida mediante un campo magnético alterno, lo que supone una novedad, ya que muy pocos estudios combinan una tecnología como la inducción magnética con procesos electroquímicos.

La investigación ha confirmado que la aplicación de un campo magnético alterno intensifica hasta en un 40% la respuesta catalítica de las nanopartículas encapsuladas en carbono durante la electrólisis del agua, concretamente en el proceso de la reacción OER, lo que se traduce en una mejora energética en esta etapa limitante del proceso. En consecuencia, la utilización de este proceso supone un gran ahorro energético a la hora de generar hidrógeno verde.

 

Mejor rendimiento de la reacción

El equipo de investigación del ITQ (UPV-CSIC) ha demostrado una mejora de hasta un 14% del rendimiento de la OER, que hasta el momento era el principal obstáculo de esta tecnología, debido a la baja velocidad a la que ocurre la reacción. Dicha mejora se ha conseguido gracias a un calentamiento localizado en la superficie del electrodo con un menor consumo energético.

Otro hito alcanzado ha sido el de verificar, por primera vez, la alta estabilidad estructural y funcional de los electrocatalizadores desarrollados, ya que sus propiedades magnéticas se mantienen apenas intactas después de procesos prolongados bajo un campo magnético alterno. Esto suponen una novedad respecto al empleo de otros métodos.

“La investigación también propone un nuevo método de síntesis que permite modular de forma sencilla la carga metálica de un catalizador encapsulado en carbono como vía para fabricar nuevos catalizadores robustos con otras aplicaciones como, por ejemplo, la valorización de moléculas derivadas de la biomasa o de dióxido de carbono, la hidrogenación de CO₂, alquinos y otros grupos funcionales insaturados”, asegura Pascual Oña, científico titular del del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y coautor de la investigación.

Investigación internacional

La investigación se ha llevado a cabo mediante una colaboración internacional entre varias instituciones académicas y centros de investigación de alto nivel. Ha participado personal investigador del ITQ (UPV-CSIC) (grupo “Materiales porosos para procesos de adsorción, separación y aplicaciones medioambientales”), de la Universidad de Sevilla (Grupo de Cinética Electródica e Instrumentación, Departamento de Química Física), del University College London y el Research Complex at Harwell (Reino Unido) y del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC, España)

Referencia: L. del Rio-Rodríguez, S. Gutiérrez-Tarriño, I. Márquez, et al. The Second Life of Cobalt MOF: Alternating Magnetic Field- Assisted Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction in MOF-derived Nanoparticles. Small 21, no. 33 (2025): 21, 2503871. https://doi.org/10.1002/smll.202503871