La producción de hidrógeno verde —aquel obtenido por electrólisis alimentada con fuentes renovables— ha sido promovida como solución clave para descarbonizar sectores difíciles de electrificar. Sin embargo, su gran talón de Aquiles ha sido el uso intensivo de agua dulce: para obtener un kilogramo de hidrógeno se necesitan al menos nueve litros de agua purificada. En un mundo donde más de 4.000 millones de personas enfrentan escasez de agua, este requisito limita su viabilidad a gran escala.
Solución en el océano: el potencial de un recurso inagotable
El océano, que cubre más del 70% de la superficie terrestre, ofrece una fuente virtualmente inagotable de agua. No obstante, la composición compleja del agua marina —con sales, microorganismos y contaminantes— ha sido una barrera tecnológica para su uso directo en procesos de electrólisis, ya que daña los electrodos y reduce la eficiencia.
Un salto tecnológico: electrólisis solar con agua de mar
Un equipo internacional de investigadores de instituciones como el MIT, Cornell, Johns Hopkins y Michigan State University ha logrado superar esta limitación con una innovación pionera: un dispositivo de electrólisis alimentado completamente por energía solar que purifica el agua de mar in situ y produce hidrógeno verde con una eficiencia solar-a-hidrógeno (STH) del 12,6%, una de las más altas jamás reportadas usando agua no purificada.
En comparación con la electrólisis convencional, que requiere grandes volúmenes de agua limpia y electricidad de red, el HSD-WE mostró una drástica reducción de costes operativos
El dispositivo, denominado HSD-WE (Hybrid Solar Distillation–Water Electrolysis), combina paneles solares fotovoltaicos con un sistema de destilación térmica interfacial. Así, aprovecha todo el espectro solar: la luz de alta energía genera electricidad para el proceso de electrólisis, mientras que el calor residual destila el agua marina.
Prueba al aire libre del dispositivo HSD-WE en un día parcialmente soleado. (a) Imagen del montaje experimental instalado en la azotea. (b) Temperatura del dispositivo HSD-WE en función del tiempo durante la prueba al aire libre. (c) Flujo solar (curva roja) y tasa de producción de hidrógeno verde (curva azul) en función del tiempo. (d) Imágenes en intervalos de tiempo que muestran la producción continua de hidrógeno verde por parte del dispositivo HSD-WE durante la prueba al aire libre./Xuanjie Wang et al., Over 12% efficiency solar-powered green hydrogen production from seawater,2025. DOI: 10.1039/d4ee06203e.
Cómo funciona el HSD-WE
Captura solar dual: El panel fotovoltaico convierte luz solar en electricidad, y su calor residual se transfiere a un evaporador térmico en contacto con agua marina.
Purificación sin bombas: Mediante efecto sifón, el agua fluye por un sistema de mechas capilares que la evaporan sin acumulación de sal, gracias a un flujo unidireccional pasivo que evita la cristalización.
Condensación inteligente: El vapor de agua pura condensa directamente sobre el ánodo del electrolizador, lo que además eleva su temperatura, mejorando la eficiencia de producción de hidrógeno.
Producción simultánea: Se obtienen hasta 35,9 litros por metro cuadrado por hora de hidrógeno seco y 1,2 litros de agua destilada.
Los investigadores pusieron a prueba su prototipo tanto en condiciones controladas de laboratorio como al aire libre en el campus del MIT. Los resultados fueron consistentes: incluso en días parcialmente nublados, la eficiencia STH promedio se mantuvo en 12,3%, con más de 655 mililitros de hidrógeno recolectado en seis horas usando únicamente sol y agua de mar.
Más allá de la innovación técnica, el equipo realizó un análisis tecnoeconómico detallado. En comparación con la electrólisis convencional, que requiere grandes volúmenes de agua limpia y electricidad de red, el HSD-WE mostró una drástica reducción de costes operativos. Proyecciones indican que el costo por kilogramo de hidrógeno producido podría:
Reducirse a 5 dólares tras tres años de operación.
Alcanzar solo 1 dólar tras quince años, una cifra que rompería la barrera económica actual del hidrógeno verde.
Potencial global: hidrógeno para todos
Simulaciones basadas en datos de irradiancia solar estiman una producción anual de hasta 233 kWh/m², lo que equivale a 5,91 kg de hidrógeno por metro cuadrado al año. Con solo cubrir el 0,06% de la superficie terrestre con estos dispositivos, se podría satisfacer la demanda global de hidrógeno verde proyectada para 2050 (4.500 millones de toneladas métricas).
Este avance marca un hito en la búsqueda de soluciones sostenibles que no comprometan recursos hídricos críticos. La tecnología HSD-WE no solo demuestra que es posible producir hidrógeno verde con alta eficiencia y bajo costo a partir del mar, sino que también ofrece agua potable como subproducto, haciendo sinergia con otras necesidades humanas clave.
En palabras del equipo investigador, su invención “abre un camino realista hacia un futuro energético más limpio, más justo y más resiliente”.
