Un nuevo tipo de panel solar ha logrado 9% de eficiencia en la conversión de agua en hidrógeno y oxígeno alimentado por energía solar, imitando la fotosíntesis natural.
El hidrógeno alimentado por energía solar, desarrollado en la Universidad de Michigan (UM), podría abaratar el costo del hidrógeno sostenible, lo que se consigue reduciendo el semiconductor, que suele ser la parte más cara del dispositivo.
Este resultado se ha obtenido gracias a dos avances: la capacidad de concentrar la luz solar sin destruir el semiconductor que la aprovecha, y el uso tanto de la parte de mayor energía del espectro solar para dividir el agua, como de la parte de menor energía para proporcionar el calor que favorece la reacción.
Según elcomunicadode UM, esto es posible gracias a un catalizador semiconductor que se mejora a sí mismo con el uso, resistiendo la degradación que estos catalizadores suelen experimentar cuando aprovechan la luz solar para impulsar reacciones químicas.
Según Peng Zhou, investigador de la UM en ingeniería eléctrica e informática: «Hemos reducido el tamaño del semiconductor más de 100 veces en comparación con algunos semiconductores que solo funcionan a baja intensidad luminosa. El hidrógeno producido con nuestra tecnología podría ser muy barato».
Zetian Mi, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la UM, añadió: «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 de carbono».
También te puede interesar:Producen combustible de hidrógeno mediante proceso que imita la fotosíntesis
Más eficiencia
El desarrollador de hidrógeno alimentado con energía solar puede prosperar a temperaturas elevadas que son un castigo para los semiconductores informáticos. Las altas temperaturas aceleran el proceso de división del agua, y el calor adicional también favorece que el hidrógeno y el oxígeno permanezcan separados en lugar de renovar sus enlaces y formar agua de nuevo.
Para el experimento al aire libre, los investigadores instalaron una lente para enfocar la luz solar sobre un panel experimental de pocos centímetros de diámetro. Dentro del panel, el catalizador semiconductor se cubrió con una capa de agua que burbujeaba con los gases de hidrógeno y oxígeno que separaba.
El catalizador está formado por nanoestructuras de nitruro de indium y galium cultivadas sobre una superficie de silicio. Esta oblea semiconductora capta la luz y la convierte en electrones y huecos libres (espacios con carga positiva que quedan cuando la luz libera electrones).
Una simple capa aislante sobre el panel mantiene la temperatura a unos 75°C, lo suficientemente caliente como para favorecer la reacción y suficientemente fría como para que el catalizador semiconductor funcione bien.
La versión exterior del experimento, con luz solar y temperatura menos fiables, consiguió 6,1% de eficacia en la transformación de la energía solar en hidrógeno. Sin embargo, en interiores, el sistema alcanzó una eficiencia del 9%.
Si deseas leer el comunicado, haz clicaquí
Redacción | Antonio Vilela
