23 de julio de 2024

Consiguen generar hidrógeno barato usando energía solar.

Un equipo de la Universidad de Michigan acaba de conseguir transformar el agua en hidrógeno y oxígeno gracias al uso de la energía solar.

Un nuevo tipo de panel solar, desarrollado en la Universidad de Michigan, ha logrado un 9 % de eficacia en la conversión de agua en hidrógeno y oxígeno, consiguiendo imitar un paso vital de la fotosíntesis en la naturaleza. Al aire libre, representa un gran salto tecnológico, ya que es casi 10 veces más eficiente que los experimentos solares de este tipo para dividir el agua.

En la actualidad, el ser humano produce hidrógeno a partir del metano, para lo que utiliza una gran cantidad de energía fósil, muy contaminante. En cambio, las plantas obtienen átomos de hidrógeno del agua a partir de la luz solar, así que, por qué no probar.

Y es que, a medida que la humanidad intenta reducir sus emisiones de carbonoel hidrógeno resulta muy atractivo como nuevo combustible y como componente de combustibles sostenibles fabricados con dióxido de carbono reciclado. Asimismo, es necesario para muchos procesos químicos, como la producción de fertilizantes.

“Al final, creemos que los dispositivos de fotosíntesis artificial serán mucho más eficientes que la fotosíntesis natural, lo que proporcionará una vía hacia la neutralidad del carbono“, afirma Zetian Mi, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la UM que dirigió el estudio publicado en Nature.

Hidrógeno barato y sostenible: todo gracias a la energía solar

Según los especialistas, la mayor ventaja es la reducción del coste del hidrógeno sostenible. Esto se ha podido conseguir reduciendo el tamaño del semiconductor, que suele ser la parte más cara del dispositivo. El semiconductor autorregenerable del equipo resiste una luz concentrada equivalente a 160 soles.

Para esta prueba, los investigadores instalaron una lente de un tamaño medio para enfocar la luz solar sobre un panel experimental de unos pocos centímetros de diámetro. Dentro de este panel, el catalizador semiconductor se cubrió con una capa de agua que burbujeaba con los gases de hidrógeno y oxígeno que separaba.

Una simple capa aislante sobre el panel mantiene la temperatura a unos 75 grados Celsius, lo suficientemente caliente como para favorecer la reacción y lo suficientemente fría como para que el catalizador semiconductor funcione bien. 

Uno de los grandes puntos a favor de esta novedad son las altas temperaturas, que, según explican, aceleran el proceso de división del agua y que, un semiconductor, por otro lado, no podría soportar. Además, el calor adicional también favorece que el hidrógeno y el oxígeno permanezcan separados en lugar de renovar sus enlaces y formar agua de nuevo. Estos dos factores ayudaron al equipo a obtener más hidrógeno.

Peng Zhou, investigador de la U-M en ingeniería eléctrica e informática y primer autor del estudio, afirma que “el hidrógeno producido con nuestra tecnología podría ser muy barato”.

Tras este logro, los próximos retos a los que se enfrenta el equipo, según ellos mismo explican, son mejorar aún más la eficiencia y conseguir hidrógeno de pureza ultra alta que pueda introducirse directamente en las pilas de combustible.