Crean una nueva tecnología más barata, sostenible y eficiente para producir hidrógeno

Nueva tecnología para producir hidrógeno

Brenda Ahearn/Michigan Engineering, Communications and Marketing

  • Un nuevo tipo de panel solar basado en el proceso de fotosíntesis de las plantas ha logrado convertir agua en hidrógeno y oxígeno con hasta un 9% de eficacia.
  • Podría suponer una forma barata, sostenible y 10 veces más eficiente que otros sistemas similares de obtener el valioso hidrógeno, según los investigadores, que se plantean nuevos retos.

El hidrógeno lleva tiempo adquiriendo relevancia y atrayendo la atención por su potencial para convertirse en el combustible del futuro gracias a sus propiedades y beneficios.

El hidrógeno verde puede servir de combustible para los aviones o para el transporte de mercancías por carretera, para la calefacción de los hogares, en la producción de fertilizantes o como alternativa más sostenible en otros procesos.

Sin embargo, presenta algunos convenientes, como el uso de combustibles fósiles para su producción o el alto coste económico que supone, por lo que en los últimos años se han ido buscando otras formas de generarlo más sostenibles o baratas.

Recientemente, investigadores de la Universidad de Michigan (EEUU) han trabajado en una de estas alternativas, de la que señalan que es barata, sostenible y 10 veces más eficiente que otros sistemas similares.

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Se trata de un nuevo tipo de panel solar que se basa en el proceso de fotosíntesis de las plantas —natural, a partir de la luz del sol, en lugar de artificial y a partir del combustible fósil metano, como hace el ser humano— y que ha logrado convertir agua en hidrógeno y oxígeno con hasta un 9% de eficacia.

Además, este catalizador resiste altas temperaturas y la luz equivalente a 160 soles —frena la degradación que experimentan otros sistemas similares al aprovechar la luz solar para provocar reacciones químicas— y tiene la capacidad de autorregenerarse o mejorar con el uso.

Pero la mayor ventaja, según afirma el equipo en un comunicado, es la reducción del coste del hidrógeno sostenible que lograrían con ello.

La clave está en que han podido reducir el tamaño del semiconductor más de 100 veces "en comparación con algunos semiconductores que solo funcionan a baja intensidad luminosa", explica Peng Zhou, autor principal del estudio. "El hidrógeno producido con nuestra tecnología podría ser muy barato", sostiene.

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El experimento se ha realizado tanto en interior como en exterior. El catalizador —formado por nanoestructuras de nitruro de indio y galio (materiales semiconductores) cultivadas sobre una superficie de silicio—, capta la luz y la convierte en electrones libres y huecos, que son luego utilizados para ayudar a dirigir la reacción. 

Esta viene facilitada por una capa aislante que mantiene la temperatura a 75 °C, suficientemente caliente para favorecer la reacción pero no tanto como para impedir que el catalizador semiconductor funcione bien, describe la Universidad de Michigan. 

Además, en el experimento al aire libre se emplea una lente del tamaño de la ventana de una casa para enfocar la luz solar sobre un panel de unos centímetros de diámetro.

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En esta versión, los investigadores han conseguido un 6,1% de eficacia en la transformación de energía solar en hidrógeno, mientras que ha sido del 9% en interiores.

"Al final, creemos que los dispositivos de fotosíntesis artificial serán mucho más eficientes que la fotosíntesis natural, lo que proporcionará un camino hacia la neutralidad de carbono", considera Zetian Mi, director del estudio, publicado este 2023 en Nature.

Los retos que se plantea ahora el equipo de científicos son el de seguir aumentando la eficiencia y conseguir hidrógeno de mayor pureza, con el objetivo de que pueda usarse directamente en las pilas de combustible, apuntan.

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