Princeton propone solución simple para producir hidrógeno limpio con aguas residuales, ahorrando hasta 62% en energía de tratamiento.

• Hidrógeno verde sin agua ultrapura.
• Ahorro en costes de tratamiento de agua.
• Menor presión sobre fuentes hídricas.
• Solución simple: acidificar aguas residuales.
• Más de 300 horas de operación estable.
• Aplicación potencial con agua de mar.
• Uso estratégico de plantas de tratamiento existentes.

Reutilizar el agua sucia para producir hidrógeno limpio

El uso de aguas residuales tratadas para generar hidrógeno por electrólisis marca un avance inesperado pero crucial en la carrera por descarbonizar sectores intensivos como la industria del acero, el cemento o los fertilizantes. La investigación liderada por la Universidad de Princeton muestra que es posible sustituir el agua ultrapura —habitualmente indispensable— por agua regenerada, lo que reduce no solo costes sino también el impacto ambiental del proceso.

El hallazgo rompe con uno de los mayores cuellos de botella del hidrógeno verde: su dependencia de grandes volúmenes de agua limpia, un recurso cada vez más escaso. En regiones áridas o en ciudades con estrés hídrico, esta alternativa permite generar energía sin competir con el suministro para consumo humano o agrícola.

La clave está en aprovechar lo que ya tenemos. Cada ciudad cuenta con una planta de tratamiento de aguas residuales, y estas infraestructuras pueden convertirse en aliadas para la transición energética. Además, evitar el uso de agua potable reduce la presión sobre acuíferos, ríos y embalses.

¿Qué impide usar aguas residuales?

El reto técnico no era nuevo. Se sabía que las aguas residuales, incluso tratadas, contienen iones minerales como calcio y magnesio que deterioran las membranas del electrolizador. Estos iones forman incrustaciones que bloquean el paso de protones, lo que frena la producción de hidrógeno y acaba por inutilizar el sistema.

Hasta ahora, los intentos de usar agua no purificada duraban poco. El equipo de Princeton no solo identificó el problema con precisión, sino que propuso una solución elegante y de bajo coste: añadir ácido sulfúrico al agua regenerada.

Este paso simple genera un entorno ácido con una alta concentración de protones que desplaza a los iones problemáticos, evitando que se adhieran a la membrana. Con este ajuste, el sistema mantuvo una operación estable durante más de 300 horas sin pérdida de rendimiento. Eso equivale a más de 12 días de funcionamiento continuo en condiciones reales.

Beneficios económicos y ambientales

El enfoque permite reducir el coste de tratamiento de agua hasta en un 47% y el gasto energético en un 62%, según cálculos del equipo. Pero el impacto va más allá del ahorro: el ácido se recircula dentro del sistema, lo que evita vertidos o residuos peligrosos. Además, los iones no se eliminan, sino que permanecen disueltos sin interferir con el proceso.

Esto convierte a la tecnología en una opción viable y escalable para muchas regiones del mundo donde el agua pura es un lujo, pero las aguas residuales están disponibles en abundancia. Un ejemplo claro es California, que invierte desde hace años en proyectos de reúso de agua y podría integrar esta técnica en su estrategia de producción de hidrógeno renovable.

Escalabilidad y visión a largo plazo

Los investigadores ya trabajan con socios industriales para probar el sistema a gran escala y explorar su viabilidad con agua de mar pretratada, un paso más hacia la independencia de fuentes de agua dulce. Esta línea de trabajo conecta con esfuerzos como los del Puerto de Rotterdam o proyectos piloto en Chile y Australia, donde se busca aprovechar agua marina para producir hidrógeno en zonas costeras.

Además, el equipo ha desarrollado modelos para identificar los puntos óptimos del territorio estadounidense donde la infraestructura de tratamiento de aguas y las condiciones energéticas permiten desplegar esta tecnología con eficiencia. Así, se dibuja un mapa estratégico que permite orientar inversiones públicas y privadas hacia lugares con mayor impacto ambiental y económico.

Potencial

Usar aguas residuales para producir hidrógeno verde abre una vía concreta para descarbonizar sin agotar recursos hídricos. No es una solución milagrosa, pero sí una respuesta inteligente a un problema real.

Con esta tecnología:

• Se puede generar energía limpia sin competir con el agua potable.
• Se reduce la huella hídrica del hidrógeno verde.
• Se reutiliza un recurso infrautilizado: las aguas urbanas tratadas.
• Se abarata la producción de hidrógeno, facilitando su adopción masiva.
• Se promueve una infraestructura distribuida y local, menos dependiente de grandes plantas centralizadas.

Además, este enfoque puede integrarse en estrategias de economía circular, donde los residuos de una actividad se transforman en insumos para otra. En este caso, la basura líquida de una ciudad se convierte en combustible limpio para su transporte o su industria.

Si se continúa invirtiendo en mejorar la eficiencia y resistencia de los electrolizadores, así como en normativas que fomenten el reúso de agua en sectores energéticos, este tipo de soluciones pueden pasar de la fase experimental a un uso cotidiano y transformador. Porque la sostenibilidad no siempre está en inventar lo nuevo, sino en reaprovechar lo que ya tenemos de forma más inteligente.

Vía princeton.edu

Más información: Lin Du et al, Electrolytic hydrogen production from acidified wastewater effluent, Water Research (2026). DOI: 10.1016/j.watres.2025.124672