El revolucionario barco que usa luz solar y agua como combustible: con medio litro logra una hora de autonomía

Las energías renovables son la gran esperanza para frenar el avance del cambio climático. Sin embargo, todavía hay sectores como el del transporte marítimo, que dependen en gran medida de los combustibles fósiles, lo que implica el 3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero y el 13% de las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx). Para reducir esos porcentajes, se están desarrollando soluciones tecnológicas como WindWings, que aprovecha la fuerza del viento para ahorrar combustible, o el uso de hidrógeno, que ya ha llegado a embarcaciones recreativas como Project 821, considerado "el mejor superyate jamás construido".

Más allá de las 10.000 millones de toneladas de mercancías que transportan los grandes cargueros por mar, lo que se busca es una solución que pueda alimentar todo tipo de embarcaciones sin contaminar. La empresa surcoreana K-WaterCraft cree tener la solución, que ha presentado en la feria CES 2025 celebrada en Las Vegas hace sólo unos días: un invento que aprovecha placas solares y agua para generar hidrógeno de manera eficiente y autónoma.

Esta spin-off de la Universidad Nacional de Pusan lleva desde 2019 trabajando en el diseño y desarrollo de soluciones tecnológicas relacionadas con el hidrógeno, como el WB-M1. Esta pequeña lancha tripulada es capaz de generar 40 litros de hidrógeno por minuto, lo que le permite navegar reduciendo drásticamente su huella de carbono. El último avance, presentado en el CES es el WB-UM2, un dron marítimo diseñado para generar energía bajo demanda con el mismo sistema: una botella de 500 ml de agua es suficiente para lograr una autonomía de 60 minutos.

Electrólisis del agua

Para lograr su objetivo, los ingenieros de K-WaterCraft han tenido que optimizar su sistema para la producción de hidrógeno, utilizando la luz solar como única fuente de energía para llevar a cabo la electrólisis. Para ello han desarrollado un electrolizador, que es el encargado de separar las moléculas de hidrógeno y oxígeno de las que se compone el agua alcalina para aprovechar el resultado como combustible.

El siguiente paso es hacer pasar el hidrógeno por el sistema de celdas de combustible con membrana de intercambio protónico (PEM, por sus siglas en inglés). Así, éste se convierte en energía eléctrica sin pérdidas, alimentando el motor eléctrico. En caso de tener energía sobrante, se almacena en una batería ESS (siglas de Energy Storage System). El objetivo es permitir largos trayectos, aumentando la autonomía y reduciendo la necesidad de parar en puerto a repostar, además de eliminar por completo las emisiones de gases de efecto invernadero.

Con un peso total de 50 kg, el WB-UM2 cuenta con un motor eléctrico con una potencia de salida de 1,5 kW y 2 CV de potencia. En cuanto a la capacidad máxima de la celda de combustible, hablamos de sólo 300 W, suficiente para producir 4 litros de hidrógeno por minuto.  

Son cifras modestas, pero sirven como un primer paso deciviso de cara a la descarbonización del transporte marítimo. Además, el sistema no se verá tan exigido, ya que las misiones de estas pequeñas embarcaciones se encuadran dentro de labores como el recate y la vigilancia o el monitoreo ambiental. Por ejemplo, este tipo de drones navales pueden ser muy útiles para recopilar información sobre la erosión de la línea de costa sin necesidad de operadores humanos.

El barco sólo necesitaría 500 ml de agua para lograr 1 hora de autonomía K-WaterCraft Omicrono

Para controlar todos los parámetros de este dron marítimo, la empresa ha desarrollado una plataforma de gestión integrada a la que se puede acceder de forma remota. Este sistema "optimiza la generación y utilización de energía" basándose en datos recogidos por los sensores de la embarcación "y garantiza una navegación segura y una ejecución eficiente de la misión", según asegura K WaterCraft.

Hidrógeno con agua de mar

Responsables de la empresa aseguraron durante el CES que su intención era que sus barcos pudieran usar en un futuro agua de mar para la electrólisis, lo que supondría un paso decisivo para toda la industria. Para ello deberá superar numerosos obstáculos, como la formación de productos secundarios no deseados durante el proceso debido a la gran concentración de sales disueltas. 

Prototipo del WB-UM2 presente en el CES de Las Vegas K-WaterCraft Omicrono

La presencia de estas sales puede además generar incrustaciones en los electrodos y acelerar la corrosión de los componentes del sistema, entre otros efectos que pueden afectar a la vida útil y al rendimiento del electrolizador. Varios proyectos en todo el mundo buscan hacer posible este proceso y eliminar los efectos indeseados, como el parque eólico Dangfu One en China, donde se ha logrado generar hidrógeno verde de forma directa utilizando electrólisis con agua de mar.

Otra de las investigaciones punteras, llevada a cabo por científicos del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), pasa por la fabricación de un reactor capaz de producir hidrógeno verde a partir de agua salada, cafeína y latas de aluminio recicladas.

PowerX Inc. Omicrono

El gigantesco barco que funciona como una gran batería flotante: lleva energía a lugares remotos

En el estudio publicado en la revista Cell Reports Physical Science, sus responsables describen cómo dejan caer bolitas de aluminio pretratadas del tamaño de guijarros en un vaso de precipitados con agua de mar filtrada.

El aluminio se trata previamente con una aleación de metales raros que lo depura eficazmente para que pueda reaccionar con el agua de mar para generar hidrógeno. Mientras, los iones de sal del agua marina pueden, a su vez, atraer y recuperar la aleación, para que pueda reutilizarse y generar más hidrógeno en un ciclo sostenible.

Dos ingenieros del MIT trabajando en el reactor de hidrógeno MIT Omicrono

Esta sencilla reacción es lenta, pero puede acelerarse añadiendo un estimulante común: la cafeína presente en los posos del café. El equipo descubrió que con una baja concentración de imidazol, ingrediente activo de la cafeína, se puede acelerar significativamente la reacción. Con este truco se produce la misma cantidad de hidrógeno en solo cinco minutos que lo que supondría dos horas de trabajo sin el estimulante.

Los investigadores están aplicando lo aprendido en el diseño de un pequeño reactor que podría utilizarse en un buque o submarino. Como combustible, el barco usaría pellets de aluminio (latas recicladas), junto con una pequeña cantidad de galio-indio y cafeína. En pleno mar, se usaría el agua que rodea al buque para la mezcla y para producir el hidrógeno a demanda con el que propulsar el vehículo.