Separar hidrógeno de otros gases es una tarea menos visible que producirlo, pero resulta decisiva para usarlo en la industria. Un equipo liderado por el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC ha creado una membrana polimérica que, en ensayos de laboratorio, elevó más de un 800 por ciento el paso del hidrógeno frente al material de referencia.
El otro dato llamativo está en su fabricación. El componente poroso añadido a la membrana se sintetizó en tres horas, frente a los tres días del método tradicional, aunque eso no significa que el hidrógeno tarde tres horas en purificarse. Tampoco es todavía un producto listo para instalar en una planta industrial.
Una criba para moléculas
La membrana funciona como una criba diminuta. Está hecha con polisulfona, un plástico resistente empleado en membranas comerciales, y contiene un polímero orgánico lleno de poros que facilita el paso de las moléculas pequeñas de hidrógeno mientras dificulta el de gases más grandes.
El trabajo fue encabezado por Eva Maya y tiene como primera autora a Sara Izquierdo. También participaron Nayara Méndez-Gil, Mohammad Afsar Uddin, Berta Gómez-Lor y Mar López-González, en un estudio liderado desde el ICMM-CSIC.
Aquí entran dos ideas clave. La permeabilidad indica cuánto gas consigue atravesar el material, mientras que la selectividad mide lo bien que distingue el hidrógeno de otros componentes. Una membrana útil necesita hacer ambas cosas sin convertirse en un tapón.
El salto de rendimiento
Los investigadores incorporaron distintas cantidades del material poroso a la polisulfona. La formulación con mayor carga aumentó la permeabilidad del hidrógeno en un 836 por ciento frente a la polisulfona sin modificar, un resultado que explica la comparación de casi diez veces más rendimiento.
La separación también mejoró frente a hidrocarburos como el metano y el etileno. El trabajo informa de mejoras de hasta un 74 por ciento frente al etileno y de hasta un 39 por ciento frente al metano, según la formulación utilizada.
Eso importa porque dejar pasar mucho hidrógeno no basta si también cruzan las impurezas. En la práctica, el nuevo material abre más carriles para la molécula buscada sin levantar por completo la barrera para las demás.
Tres horas de síntesis
El relleno poroso se obtuvo mediante mecanoquímica. Es una forma de provocar reacciones con energía mecánica, por ejemplo mediante molienda, en lugar de depender únicamente de largos tratamientos en disolución.
“Hacemos en tres horas una síntesis que tradicionalmente dura tres días”, explicó Eva Maya. El equipo señala además que esta vía reduce el uso de disolventes tóxicos y, con ello, la generación de residuos peligrosos.
El ahorro de tiempo es claro en el laboratorio, pero conviene mantener los pies en el suelo. Por tanto, todavía no puede traducirse ese avance en un coste final por kilogramo de hidrógeno ni en un ahorro concreto para una instalación industrial.
Por qué importa purificarlo
La demanda mundial de hidrógeno superó los 100 millones de toneladas en 2025, según la Agencia Internacional de la Energía. Su uso sigue concentrado sobre todo en fertilizantes, refino y productos químicos, mientras que la producción de bajas emisiones continúa siendo una parte muy pequeña del total.
La nueva membrana apunta precisamente a corrientes industriales donde el hidrógeno aparece mezclado con hidrocarburos. Las membranas resultan atractivas porque pueden trabajar de forma continua y, según el ICMM-CSIC, requieren menos energía y una operación más sencilla que otras alternativas de separación.
Aun así, purificar hidrógeno no lo convierte automáticamente en hidrógeno verde. Su huella climática depende ante todo de cómo se haya producido, ya sea mediante electricidad renovable, gas natural u otras rutas.
El paso que falta
El propio equipo reconoce que la escalabilidad sigue pendiente. Para pasar del laboratorio a una fábrica habrá que fabricar superficies mucho mayores y comprobar su estabilidad durante periodos largos, con presión y mezclas de gases reales.
La nota oficial del proyecto no anuncia una patente concedida, acuerdos con empresas ni un ahorro concreto por planta. Es un avance prometedor en materiales, no una infraestructura comercial terminada.
La combinación de mayor permeabilidad, mejor separación y una síntesis mucho más rápida ofrece una base sólida para seguir probando.
El estudio principal se ha publicado en Journal of Membrane Science.
