Investigadores respaldados por el proyecto Sun-To-X, financiado con fondos europeos, han desarrollado una hoja artificial capaz de recoger agua y convertirla en combustible de hidrógeno. Según una noticia publicada en el sitio web «chemeurope.com», esta «tecnología basada en semiconductores es escalable y fácil de preparar». La investigación se describe en la revista «Advanced Materials».
«Para hacer realidad una sociedad sostenible, necesitamos formas de almacenar energía renovable en forma de sustancias químicas que puedan utilizarse como combustibles y materias primas en la industria», señala el autor principal del estudio, el catedrático Kevin Sivula, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) (Suiza), entidad socia del proyecto Sun-To-X, en la noticia publicada en «chemeurope.com». «La energía solar es la forma más abundante de energía renovable y nos esforzamos por desarrollar formas económicamente competitivas de producir combustibles solares».
Este invento acerca mucho más a los investigadores a su inveterado objetivo de crear un dispositivo totalmente alimentado por energía solar que pueda recoger agua del aire y producir combustible de hidrógeno. Junto con su equipo, Sivula creó un sistema que combina una tecnología basada en semiconductores con electrodos novedosos. A diferencia de las capas de electrodos tradicionales que son opacas a la luz solar, el sustrato del electrodo es una malla tridimensional de fibras de vidrio afieltradas. Por tanto, los electrodos de difusión de gas son porosos, lo cual les permite maximizar el contacto con el agua presente en el aire, y transparentes, lo que amplía la exposición del recubrimiento semiconductor a la luz solar. Así, cuando el dispositivo se expone a la luz solar, extrae agua del aire y produce hidrógeno.
Electrodos similares a las hojas
En su investigación, los ingenieros químicos de la EPFL, en colaboración con Toyota Motor Europe (Bélgica), coordinador del proyecto Sun-To-X, se inspiraron en la capacidad de una planta para convertir la luz solar en energía química utilizando CO₂ extraído del aire. Recubrieron los electrodos con un material semiconductor que capta la luz, de modo que pudieran recoger el agua del aire y la luz solar para producir hidrógeno como si fuera una hoja artificial. La energía de la luz solar se almacena en forma de enlaces de hidrógeno, según la noticia.
Los electrodos de difusión de gas son porosos, lo cual les permite maximizar el contacto con el agua presente en el aire
Los científicos ya habían demostrado que se puede utilizar la tecnología fotoelectroquímica para generar combustible de hidrógeno a partir de agua líquida y luz solar. Sin embargo, fabricar dispositivos fotoelectroquímicos de gran tamaño que utilicen líquido es difícil. Los nuevos electrodos son fruto de la adaptación de la tecnología fotoelectroquímica para captar la humedad del aire. «El desarrollo de nuestro prototipo fue un reto, ya que los electrodos transparentes de difusión de gas no se habían demostrado anteriormente, y tuvimos que desarrollar nuevos procedimientos para cada etapa», informa la doctora Marina Caretti, ingeniera de la EPFL. «Sin embargo, dado que cada etapa es relativamente sencilla y escalable, creo que nuestro método abrirá nuevos horizontes a una amplia gama de aplicaciones, empezando por los sustratos de difusión de gases para la producción de hidrógeno a partir de energía solar».
El equipo del proyecto Sun-To-X (Solar Energy for Carbon-Free Liquid Fuel) se centra ahora en optimizar su sistema para contribuir mejorar la eficiencia energética de la síntesis de combustibles líquidos alternativos para su uso en el transporte y el almacenamiento de energía. Se espera que estos resultados contribuyan a construir un futuro sostenible y a mitigar el cambio climático.
