El presente proyecto de investigación tiene como objetivo desarrollar un método innovador para la producción de hidrógeno verde mediante la síntesis de catalizadores basados en óxidos metálicos, obtenidos a partir de minerales presentes en aguas termales de la cuenca sedimentaria Valle Superior del Magdalena. La investigación se enmarca en el contexto global de la transición energética hacia fuentes limpias y renovables, con un enfoque experimental orientado a la optimización de procesos electroquímicos que permitan la generación eficiente y sostenible de hidrógeno verde.
El estudio se fundamenta en la caracterización fisicoquímica de las aguas termales ubicadas en el municipio de Rivera, Huila, con el propósito de identificar los minerales y compuestos presentes que pueden ser aprovechados en la síntesis de catalizadores. Para ello, se llevará a cabo un proceso de muestreo en fuentes hidrotermales específicas, seguido de un análisis detallado en laboratorio utilizando técnicas de espectroscopía, cromatografía y microscopía para determinar su composición química y propiedades relevantes.
Los catalizadores serán sintetizados mediante la técnica de oxidación electrolítica por plasma (PEO), un método electroquímico que permite la formación de recubrimientos cerámicos porosos con alta estabilidad y actividad catalítica. La caracterización de estos materiales se realizará empleando técnicas avanzadas como difracción de rayos X (XRD) para evaluar la estructura cristalina, espectroscopía Raman para identificar la composición molecular, espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) para la identificación de tipos de enlaces característicos, microscopía electrónica de barrido (SEM) y análisis de espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) para examinar la morfología y composición química de los recubrimientos obtenidos.
Posteriormente, los catalizadores serán evaluados en un sistema experimental de electrólisis mediante un electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM). Se diseñarán experimentos para analizar la eficiencia de producción de hidrógeno bajo diferentes condiciones operativas, considerando variables como la densidad de corriente aplicada, la temperatura del electrolito y la concentración de catalizadores. Los datos obtenidos serán comparados con modelos teóricos y estudios previos para determinar la viabilidad técnica del proceso y su potencial escalabilidad en aplicaciones industriales.
Desde un enfoque metodológico, la investigación es de carácter aplicado y cuantitativo, con un diseño experimental riguroso que permite evaluar de manera sistemática las interacciones entre la composición química de las aguas termales, las propiedades de los catalizadores sintetizados y la eficiencia en la producción de hidrógeno. La ejecución del proyecto se realizará en la Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales y contará con el respaldo del grupo de investigación Laboratorio de Física del Plasma (LAFIP) y el semillero de Fisicoquímica Ambiental para el Futuro Sostenible de esta misma institución, garantizando un alto nivel de rigor científico y técnico.
Los resultados esperados incluyen la generación de conocimiento innovador en la producción de hidrógeno verde, la publicación de artículos en revistas científicas indexadas, la divulgación en eventos académicos y el fortalecimiento de la investigación en materiales avanzados y energías renovables en Colombia. Además, el proyecto se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), particularmente con el ODS 7 (Energía asequible y no contaminante), el ODS 13 (Acción por el clima) y el ODS 17 (Alianzas para lograr los objetivos), promoviendo una estrategia integral para la transición hacia tecnologías limpias y sostenibles. |