Brenda Ahearn/Michigan Engineering, Communications and Marketing
El hidrógeno tiene potencial para convertirse en el combustible del futuro gracias a sus propiedades y beneficios. Por eso es que desde hace tiempo hay interesados en producirlo y usarlo.
Y es que el hidrógeno verde puede servir de combustible para aviones, para el transporte de mercancías por carretera, 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. Otro punto en contra, es el alto costo económico que supone. Debido a ello, desde hace algunos años se buscan otras maneras de generarlo de forma sostenible o barata.
Los investigadores de la Universidad de Michigan trabajan en una alternativa para producir hidrógeno. Señalan que es barata, sostenible y 10 veces más eficiente que otros sistemas similares.
Se trata de un nuevo tipo de panel solar que se basa en el proceso de fotosíntesis de las plantas. Es decir, a diferencia de antes que usaba luz artificial y metano, este procedimiento es más natural. Según los investigadores logró convertir agua en hidrógeno y oxígeno con hasta 9% de eficacia.
Además, este catalizador resiste altas temperaturas y la luz equivalente a 160 soles. Esto significa que frena la degradación que experimentan otros sistemas similares al aprovechar la luz solar para provocar reacciones químicas. Aunado a ello, tiene la capacidad de autorregenerarse o mejorar con el uso.
Pero la mayor ventaja es la reducción del costo del hidrógeno sostenible que lograrían con ello, afirmó el equipo en un comunicado.
La clave está en que lograron reducir el tamaño del semiconductor más de 100 veces «en comparación con algunos 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.
El experimento se realizó 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 luego se utilizan 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.
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.
Para esta versión, los investigadores consiguieron 6.1% de eficacia en la transformación de energía solar en hidrógeno, mientras que fue de 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, recién publicado 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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