Pensándolo bien...
Serendipia no es solo “casualidad”, sino la capacidad de encontrar algo valioso sin buscarlo directamente, y sobre todo de reconocer su importancia cuando aparece. La serendipia consiste en aceptar la casualidad como una fuente posible de descubrimiento, pero exige una mirada preparada para interpretar lo inesperado. La serendipia es el arte de escuchar a la casualidad cuando esta revela un camino no previsto. En ciencia ocurre mucho, cuando alguien busca una cosa, aparece otra, y el hallazgo solo se convierte en descubrimiento porque el investigador no lo descarta como “error”, sino que lo observa, lo verifica y lo convierte en conocimiento.
No todo lo que se endosa a la serendipia lo es canónicamente, pero alguna relación hay cuando algo sencillo, pasa inadvertido y se dedica esfuerzo en una dirección o varias mucho mas complicadas, ineficientes o alejadas de la optimización de los procesos.
Acaba de suceder algo que resulta increíble por su sencillez química. Se ha publicado un artículo en Communications Chemistry, desarrollado en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Kyushu, que trata de que en vez de usar catalizadores caros, complejos y diseñados con ligandos sofisticados, han presentado un sistema que usa un ion de hierro común, metanol, hidróxido de sodio y luz ultravioleta, para obtener hidrógeno. El propio artículo lo describe como una reacción hallada por serendipia durante un experimento de control, no como el resultado previsto de un diseño racional, como se recoge en la prestigiosa revista Nature.
La idea básica consiste en que el metanol contiene hidrógeno químicamente enlazado. La reacción intenta extraer parte de ese hidrógeno en forma de gas H₂ mediante una deshidrogenación. De forma simplificada:
metanol → compuestos oxidados del carbono + hidrógeno gas
En el estudio detectaron, además del H₂, productos como formaldehído y ácido fórmico, lo que indica que el metanol no “se convierte solo en hidrógeno”, sino que se oxida parcialmente mientras libera hidrógeno.
El proceso consiste, en términos químicos, en varios pasos:
- El hidróxido sódico activa el metanol.
La sosa favorece la formación de especies tipo metóxido —derivadas del metanol—, que se coordinan mejor al hierro. Por eso, con NaOH la producción de hidrógeno aumenta mucho respecto a la mezcla sin base.
- El hierro actúa como centro catalítico.
El ion de hierro, concretamente Fe³⁺ en el estudio, se une al metanol o al metóxido. Lo sorprendente es que no necesita una estructura orgánica compleja alrededor: funciona como ion metálico simple, sin ligandos especiales.
- La luz UV excita el complejo hierro–metanol/metóxido.
La radiación ultravioleta provoca una transferencia de carga llamada LMCT, transferencia de carga del ligando al metal. Dicho de forma sencilla: la luz empuja electrones desde el metanol/metóxido hacia el hierro. Eso reduce Fe³⁺ a Fe²⁺ y genera especies radicalares muy reactivas.
- A partir de esos radicales se forma H₂.
El mecanismo exacto todavía no está completamente resuelto, pero los experimentos indican que intervienen radicales: cuando añadieron TEMPO, una sustancia que atrapa radicales, la producción de hidrógeno se inhibió claramente.
- La luz debe seguir entrando.
No basta con “encender” la reacción una vez. Los experimentos de ciclos luz/oscuridad mostraron que es necesaria la irradiación continua para mantener la generación de hidrógeno.
Lo más llamativo es que los controles confirmaron que sin hierro o sin luz UV no se forma H₂ de manera significativa. Con luz visible o iluminación solar artificial se produjo solo una pequeña cantidad, lo que muestra que el sistema depende sobre todo de la región ultravioleta.
La reacción es prometedora porque el hierro es barato, abundante y mucho menos problemático que metales nobles como iridio, rutenio o platino. La Universidad de Kyushu, donde se desarrolla el proyecto, informó una velocidad de producción de 921 mmol de H₂ por hora y gramo de catalizador, comparable a algunos sistemas catalíticos avanzados.
Pero hay que matizar, ya que no es todavía una tecnología lista para uso industrial. Tiene limitaciones importantes, porque requiere luz UV, el rendimiento cuántico comunicado fue del 5,9 %, inferior al de algunos fotocatalizadores de platino, y en medios con agua la actividad disminuye mucho. Además, el propio equipo reconoce que el mecanismo aún necesita aclararse.
En suma, se trata de que es increíble porque una mezcla aparentemente demasiado simple, como metanol, sosa, hierro y luz UV, consigue algo que normalmente exige catalizadores mucho más elaborados. Pero no es magia ni energía gratis, ya que el hidrógeno sale del metanol, la luz aporta energía, el hierro facilita la transferencia electrónica y el metanol queda transformado en productos oxidados.
Insistimos en lo que se señale como importante, consistente en que no conviene intentar reproducirlo fuera de un laboratorio. El metanol es tóxico, el hidróxido de sodio es corrosivo, la luz UV puede dañar ojos y piel, y el hidrógeno es inflamable. De momento, una incógnita.
Sopa de letras: SORPRENDENTE PROPUESTA
Soluciones: MENOS IMPROBABLE QUE AYER