Un equipo de investigadores de IMDEA Energía, en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid y la empresa GFM Fotovoltaica, ha desarrollado una estrategia para mejorar electrodos de acero inoxidable mediante recubrimientos nanométricos de óxidos metálicos, orientada a procesos electroquímicos de producción de hidrógeno mediante la electrólisis de urea, un compuesto nitrogenado muy presente en aguas residuales agrícolas, ganaderas y urbanas.

El estudio, publicado en la revista Electrochimica Acta, se centra en la preparación y deposición controlada de películas muy finas de óxido de circonio sobre acero inoxidable, un material económico, conductor y adecuado para la evolución de hidrógeno. Entre los recubrimientos estudiados, el óxido de circonio (ZrO₂), calcinado a la temperatura óptima de 400°C mostró un comportamiento especialmente favorable, mejorando la respuesta del electrodo y contribuyendo a aumentar su estabilidad frente al medio alcalino y corrosivo.

La electrólisis convencional del agua para producir hidrógeno requiere mucha energía. En este contexto, el equipo de la Unidad de Procesos Electroquímicos de IMDEA Energía ha abordado el problema modificando de forma precisa la composición, el espesor y el tratamiento térmico de estos recubrimientos, lo cual permite modificar las propiedades de la interfaz entre el electrodo y el electrolito y mejorar su comportamiento en condiciones electroquímicas exigentes.

Los electrodos se han evaluado utilizando urea como compuesto de descomposición en el electrolito. Frente a la reacción convencional de ruptura de la molécula de agua, la oxidación de la urea presenta una menor demanda energética y puede contribuir a reducir la energía necesaria para la producción de hidrógeno. Además, se ha encontrado una ventaja añadida: este enfoque resulta de interés para explorar en el futuro procesos que combinen producción de hidrógeno con la valorización o tratamiento de corrientes que contienen compuestos nitrogenados.

Más allá de las pruebas de laboratorio, el equipo trabaja en trasladar estos avances desde la caracterización de los materiales y electrodos hacia su evaluación en configuraciones electroquímicas más próximas a condiciones de operación, con el objetivo de determinar hasta qué punto las mejoras observadas a escala de electrodo pueden contribuir al rendimiento y estabilidad del sistema completo.

El trabajo, financiado por el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) a través de fondos Next Generation EU dentro del proyecto NITRO-D-CELL, y por la Comunidad de Madrid a través del proyecto SOLENER-CM, abre la puerta a seguir explorando esta estrategia de recubrimientos de bajo coste en otros procesos electroquímicos relacionados con la producción de hidrógeno.

Referencia del artículo: Cuartero-González, M., Adán, C., Dato-Vargas, V., Lado, J.J., Luján, S., Fueyo-González, F., García-Quismondo, E., Palma, J. «Interface engineering of stainless steel cathodes via porous oxide layers for high-rate urea electrolysis». Electrochimica Acta, 576, art. no. 149653, 2026. DOI: 10.1016/j.electacta.2026.149653