Un equipo de la Universidad de Washington en St. Louis presentó un catalizador para celdas de combustible que usa cantidades mínimas de platino y mantiene su eficiencia durante mucho más tiempo, un avance que podría mejorar la viabilidad del hidrógeno como fuente para centros de datos, vehículos y otras aplicaciones de alto consumo energético. El desarrollo fue publicado en Nature Nanotechnology y difundido por Science Daily.
La relevancia del hallazgo va más allá del laboratorio. En Estados Unidos, el Electric Power Research Institute estima que los centros de datos podrían llegar a representar hasta 9% de la generación anual de electricidad en 2030, frente al 4% de la demanda total registrada en 2023. En ese contexto, cualquier tecnología que reduzca la presión sobre la red eléctrica y permita producir energía de forma más directa gana peso estratégico.
Un soporte pensado para resistir
La investigación estuvo liderada por Gang Wu, profesor Elvera and William R. Stuckenberg en la McKelvey School of Engineering, con participación de científicos de los laboratorios nacionales de Brookhaven y Lawrence Berkeley, además de la Universidad Northeastern y la Universidad de Pittsburgh. Según explicó el propio Wu, si un centro de datos pudiera operar con una celda de combustible, convertiría directamente hidrógeno y otros combustibles en electricidad y aliviaría la carga sobre el sistema eléctrico.
El punto de partida del avance está en una dificultad conocida de las celdas de combustible: el platino es uno de los catalizadores más eficaces para acelerar la reacción entre hidrógeno y oxígeno, pero su precio obliga a usar muy poco. La estrategia habitual consiste en convertirlo en nanopartículas para aumentar la superficie reactiva, aunque esa solución tiene una limitación persistente: con el tiempo, las partículas pueden disolverse, migrar y crecer, lo que deteriora el rendimiento.
Para resolver ese problema, el equipo diseñó un nuevo soporte de carbono formado por esferas huecas y porosas con nanocanales radiales ordenados. Esa arquitectura permitió concentrar nanopartículas intermetálicas de platino-cobalto de manera densa y uniforme. El soporte actuó como una especie de jaula física y térmica, capaz de contener las partículas sin sacrificar su exposición química.
El diseño permitió calentar el catalizador a 1.000 °C, una temperatura suficiente para formar la estructura ordenada buscada sin que las nanopartículas se aglomeraran. Esa es una diferencia relevante frente a los métodos convencionales, que suelen limitar la temperatura por debajo de 700 °C para evitar pérdidas de material, pero muchas veces no alcanzan a completar la transición estructural necesaria para lograr más actividad y estabilidad.
Durabilidad y escala industrial
En las pruebas, el material conservó 85% de su rendimiento después de 150.000 ciclos severos de voltaje, una resistencia que los investigadores estiman equivalente a unas 25.000 horas de operación. Además, las partículas se mantuvieron por debajo de 5 nanómetros y distribuidas de forma uniforme, dos condiciones clave para sostener la eficiencia sin pagar el costo habitual en desgaste prematuro.
El trabajo también apunta a una mejora menos visible pero igualmente importante: la estructura abierta de canales facilita la distribución del ionómero y el movimiento de protones, oxígeno y agua dentro del electrodo. En términos prácticos, no solo estabiliza las nanopartículas, sino que mejora el transporte interno de la celda, un factor decisivo para su desempeño real fuera de condiciones de laboratorio.
El desafío ahora es industrializar el resultado y comprobar si puede mantenerse en sistemas de mayor escala. Si futuras pruebas confirman su comportamiento y avanzan con socios industriales, la tecnología podría fortalecer celdas de combustible destinadas tanto al transporte como a la generación eléctrica. Para los centros de datos, la promesa es concreta: producir electricidad directamente a partir de hidrógeno u otros combustibles y reducir parte de la presión creciente sobre las redes eléctricas.
