Un estudio de la Universidad de Chiba en Japón ha supuesto un avance para la producción de hidrógeno a gran escala a partir del agua. Los científicos descubrieron que modificar los cátodos de platino con bases de purina naturales (como la cafeína y la teofilina) puede aumentar la actividad de la reacción de evolución de hidrógeno (HER) más de cuatro veces, a la vez que reduce significativamente el uso de platino en los electrolizadores, contribuyendo a reducir los costes del hidrógeno verde.
Actualmente, la producción de hidrógeno a partir del agua enfrenta desafíos económicos debido a los altos costes de los electrolizadores, con precios que alcanzan los 2,000–2,600 dólares por kW en 2024. El Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) ha establecido objetivos para reducir los costes del hidrógeno verde a 2 dólares por kg para 2025 y a 1 dólar por kg para 2030. La investigación, dirigida por el Dr. Kensuke Tanaka y el profesor Masashi Nakamura de la Escuela de Posgrado de Ingeniería de la Universidad de Chiba, fue publicada en línea el 4 de septiembre de 2025 y apareció en el International Journal of Hydrogen Energy, Volumen 172, el 26 de septiembre.
ElPrincipio Técnicoradica en: durante la electrólisis, los iones de hidrógeno (H⁺) primero deben adsorberse en el catalizador; en medios alcalinos, romper el enlace O–H del agua por parte del catalizador aumenta el consumo de energía. Sin embargo, los derivados de la purina (como la cafeína, xantina, purina, teofilina y teobromina) pueden promover la adsorción de hidrógeno y acelerar la reacción incluso en condiciones alcalinas. Entre ellos, la purina y la teofilina aumentaron la actividad HER en 4.2 y 5 veces, respectivamente. El análisis estructural reveló que las moléculas de purina forman una red de enlaces de hidrógeno similar a una jaula con el agua circundante, lo que facilita la eliminación de OH⁻ y reduce la barrera energética para HER.
El profesor Masashi Nakamura señaló que la escasez de platino limita la escalabilidad de las tecnologías de electrólisis de agua y de celdas de combustible;reducir la carga de platino es clave. Este método utiliza materiales naturalmente abundantes, combinando escalabilidad y protección ambiental, lo que puede tanto reducir los costes de producción de hidrógeno como mejorar la eficiencia de conversión energética de los sistemas de producción de hidrógeno. Tiene una importancia significativa para lograr la neutralidad de carbono mediante la electrólisis de agua impulsada por energías renovables.
