A veces, las soluciones a problemas difíciles pueden resultar bastante básicas. Esto es especialmente cierto para un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional de Brookhaven, donde la solución para un problema difícil resultó ser no sólo bastante básica, sino también un poco ácida.

El problema difícil en el que estaban trabajando era cómo almacenar combustible de hidrógeno. El gas hidrógeno (H2) es un combustible limpio y potente, pero también es extremadamente ligero, lo que hace que sea difícil y costoso de almacenar. Normalmente se almacena en tanques de alta presión, aunque los investigadores de otro laboratorio han encontrado recientemente una posible forma de guardarlo en jaulas congeladas de forma natural.

En un artículo publicado el 18 de marzo en Nature Chemistry, los investigadores de Brookhaven dirigidos por la química Etsuko Fujita anunciaron que habían encontrado una forma segura y reversible de almacenar el hidrógeno en condiciones suaves (y, por tanto, esperemos que mucho más económicas), utilizando un catalizador recién desarrollado.

Su trabajo comenzó viendo los ácidos y las bases de una forma poco convencional: como potenciales portadores de combustible de hidrógeno. Los estudiantes suelen aprender sobre los ácidos y las bases como parte de sus proyectos de la feria de ciencias. La reacción «volcánica» del vinagre (un ácido suave) y el bicarbonato de sodio (una base suave) ha despertado en muchos estudiantes un interés temprano por las ciencias. Así le ocurrió a Jonathan Hull, investigador principal del trabajo, que se sintió intrigado al ver que una reacción similar hacía saltar los corchos de las botellas de vino.

Sin embargo, muchos ácidos y bases son en realidad soluciones acuosas llenas de hidrógeno. En una solución ácida, los átomos de hidrógeno vagan libres. Normalmente también les falta su electrón, lo que les da una carga positiva (los átomos y moléculas con carga positiva o negativa se llaman iones). En una solución básica, los átomos de hidrógeno suelen estar unidos a otra cosa, un ion negativo de algún tipo. Y sí, cuando un ácido y una base reaccionan entre sí, suelen crear algo neutro, como el agua.

El catalizador creado por los investigadores del laboratorio de Brookhaven conecta el gas hidrógeno y el dióxido de carbono, «almacenando» el hidrógeno unido a (aducido a) el dióxido de carbono en una solución ligeramente básica. La reacción puede invertirse -y liberar el hidrógeno- añadiendo un poco de ácido. Todo el proceso puede llevarse a cabo, y revertirse fácilmente, en una solución acuosa a temperaturas y presiones suaves, sin subproductos tóxicos y a un ritmo más rápido que el de cualquier catalizador anterior.

Como consecuencia, el nuevo catalizador del Laboratorio Brookhaven podría utilizarse en futuros vehículos de combustible de hidrógeno, aunque se necesitarán pruebas adicionales para ver si puede ampliarse económicamente hasta la producción industrial. Es posible que también aparezca en otros sistemas de alta potencia: el tiempo y la tecnología lo dirán.

Este nuevo catalizador muestra lo mejor de los Laboratorios Nacionales en su trabajo: los investigadores se enfrentan a problemas realmente desafiantes y encuentran soluciones básicas (y a veces ligeramente ácidas).