Un catalizador más duradero impulsa el futuro del transporte pesado con hidrógeno

En pruebas simuladas de camiones pesados, un nuevo catalizador desarrollado por el Laboratorio Nacional de Brookhaven mantuvo su rendimiento estable durante más de 90.000 ciclos, equivalentes a 25.000 horas de operación continua. Este avance representa un salto clave en el desarrollo de pilas de combustible para transporte pesado, un sector difícil de electrificar debido a las limitaciones de las baterías en peso, tiempo de carga y autonomía.

El material, un catalizador con núcleo intermetálico de alta entropía dopado con nitrógeno, resuelve dos de los principales desafíos tecnológicos: la durabilidad a largo plazo y la eficiencia en condiciones extremas. Su diseño incorpora una monocapa externa de platino que protege el núcleo multimetálico sin comprometer la actividad catalítica. Esto no solo mejora el rendimiento, sino que reduce la cantidad de platino necesaria, abaratando costos y aumentando la viabilidad ambiental.

Lo más relevante es que este rendimiento supera ampliamente los objetivos fijados por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), acercando la investigación a aplicaciones inmediatas. Para el transporte pesado -camiones de larga distancia, autobuses urbanos y maquinaria agrícola o de construcción- una pila de combustible robusta puede significar una alternativa real al diésel.

Actualmente, este sector representa una porción importante de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Mientras que los autos eléctricos avanzan en el transporte liviano, los camiones aún dependen casi exclusivamente del gasoil. Allí es donde una pila más compacta, ligera y resistente puede marcar la diferencia.

El estudio de Brookhaven se destaca además por mostrar cómo la investigación básica se conecta con necesidades del mercado. Al analizar las distorsiones subatómicas (sub-angstrom strain), los científicos identificaron un mecanismo que fortalece la estructura metálica, evita la disolución de elementos en ambientes ácidos y prolonga la vida útil sin pérdida de eficiencia. Este logro fue posible gracias a herramientas avanzadas como el NSLS-II, que permitió observar los efectos en tiempo real bajo condiciones de operación.

Las aplicaciones prácticas a corto y mediano plazo son múltiples:

• Flotas de camiones de larga distancia sin emisiones, reemplazando progresivamente a los diésel en corredores logísticos.
  
• Autobuses urbanos más limpios, capaces de mejorar la calidad del aire en ciudades densas.
  
• Infraestructura energética versátil, con pilas de combustible duraderas para respaldo eléctrico y microrredes.
  

Si estas pilas se combinan con hidrógeno verde -producido con energías renovables-, el impacto ambiental puede reducirse prácticamente a cero. Además, al incorporar elementos más abundantes como hierro o níquel en lugar de depender casi exclusivamente del platino, se avanza hacia una tecnología más circular y sostenible.