Quién iba a decir que podríamos almacenar energía en el veneno que producen las hormigas

Hola, mi nombre es Gisela Arzac, soy química e investigo en el Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS). Mi tema de trabajo se centra en diseñar catalizadores para almacenar y liberar energía renovable. De las hormigas sé poco la verdad, pero de su veneno (y solo de su veneno) un poco más. Te cuento:

A esta altura todos estamos convencidos que en un futuro cercano vamos a tener que prescindir de los combustibles fósiles como fuente de energía ya que son escasos y contaminan nuestro medio ambiente. El nuevo paradigma energético se va a basar en las energías renovables. El problema de las energías renovables radica en su intermitencia: no siempre la energía producida satisface la demanda, y muchas veces se produce más energía de la necesaria. Para compensar esta intermitencia, tenemos que investigar en métodos para almacenar esa energía y liberarla cuando haga falta. Un método viable con muchas ventajas (y también desventajas) es el de las baterías, pero esa no es mi especialidad.

El método alternativo a las baterías que voy a proponerles hoy es utilizar hidrógeno. El hidrógeno (H2) es una molécula almacenadora de energía con muchísimas ventajas que puede generarse por descomposición del agua (muy abundante en nuestro planeta) bajo la acción de energía eléctrica (electrólisis). La ventaja principal es que esta molécula almacena muchísima cantidad de energía (tres veces más que la gasolina). El único problema es que en condiciones ambientales el hidrógeno es un gas. Almacenar un gas trae problemas de espacio (ocupa mucho!) y de seguridad (el hidrógeno se escapa por casi todos los materiales). Por este motivo, tenemos que resolver un nuevo problema: el de almacenar el hidrógeno de manera compacta y segura.

Es posible almacenar el hidrógeno formando uniones químicas en moléculas orgánicas. Podemos proponer muchísimas moléculas, pero en este artículo me voy a centrar en una de las más sencillas. El ácido fórmico es una molécula orgánica ligera capaz de almacenar el hidrógeno en forma de líquido a temperatura ambiente. Al ser un líquido, es más compacto y más seguro que el hidrógeno en forma de gas. Se encuentra en la naturaleza formando parte del veneno que sintetizan algunas hormigas (en latín formica) y utilizan como defensa. Es una molécula de relativamente baja toxicidad, tanto que su derivado, el formiato de sodio se utiliza como aditivo en la industria alimenticia. En presencia de algunos catalizadores el ácido fórmico se descompone para dar hidrógeno (H2) y dióxido de carbono (CO2).

Ese hidrógeno generado puede producir electricidad en una celda de combustible y así propulsar un motor eléctrico. Si, un motor eléctrico como el de los “zero emission vehicles” (vehículos de emisión cero) actualmente en el mercado. El ácido fórmico es una alternativa para almacenar energía renovable de manera segura ocupando muchísimo menos volumen, como ocurre con la gasolina que utilizamos actualmente (pero que no es renovable). De hecho se podría utilizar la actual red de gasolina para distribuir el ácido fórmico.

¿De dónde sacaríamos el ácido fórmico? La respuesta no tiene nada que ver con las pobres hormigas. El ácido fórmico podría producirse ciertas condiciones (claramente empleando energía renovable), a partir de la reacción del CO2 con H2 (o con agua, según las condiciones) contribuyendo a un balance neutro de CO2 atmosférico (es decir: la cantidad de dióxido de carbono atmosférico neta no aumenta ni disminuye, se queda como está, lo cual en principio tiene buena pinta de cara a nuestro medio ambiente). También puede producirse por la descomposición de biomasa, también con balance neutro en CO2.

Para poder implementar ácido fórmico como molécula transportadora de hidrógeno, hace falta el diseño de nuevos catalizadores. Los catalizadores permiten acelerar reacciones que en principio transcurren a velocidades demasiado bajas para una determinada aplicación. En el grupo de investigación “Materiales Nanoestructurados y Microestructura” del ICMS, desarrollamos nuevos materiales catalíticos para la descomposición del ácido fórmico (para dar H2 o sea para la descarga) y para la generación del ácido fórmico (reacción de carga). Estos catalizadores se diseñan, se fabrican, se prueban y en base a los resultados, se vuelven a diseñar. Les pedimos a los catalizadores que cumplan con todos los requisitos posibles: que sean baratos, de metales abundantes, eficientes, duraderos, etc. Con semejante número de requisitos, hay mucho que trabajar, y en nuestro grupo nos estamos poniendo manos a la obra para contribuir a un futuro energético más sostenible.