Así se produce hidrógeno verde a partir del sol (y con una eficiencia récord)

Los científicos e ingenieros de la Universidad de Rice han logrado un hito importante al desarrollar un sistema revolucionario capaz de convertir la luz solar en hidrógeno con una eficiencia sin precedentes.

Esta tecnología innovadora combina semiconductores de perovskita de haluro de próxima generación con electrocatalizadores. Estos crean un dispositivo único, duradero, rentable y escalable que abre nuevas posibilidades para la producción de energía limpia.

El fotorreactor integrado, un producto del laboratorio del ingeniero químico y biomolecular Aditya Mohite, cuenta con una asombrosa eficiencia de conversión de energía solar a hidrógeno del 20,8 %, un avance significativo en el campo de las células fotoelectroquímicas.

Esta innovación permite la absorción de luz, su conversión en electricidad y la facilitación de reacciones químicas, todo dentro de un único dispositivo, revolucionando la forma en que se produce hidrógeno verde.

Perovskitas de haluro de agua

Uno de los desafíos clave que el equipo tuvo que superar fue la inestabilidad inherente de las perovskitas de haluro en el agua. Y es que, en un primer momento, los recubrimientos tradicionales utilizados para aislar semiconductores interrumpieron su función o los dañaron.

Sin embargo, después de una experimentación rigurosa, los investigadores idearon un sistema de barrera de dos capas que aisló con éxito el semiconductor del agua mientras mantenía un excelente contacto eléctrico.

Austin Fehr, estudiante de doctorado en ingeniería química y biomolecular y uno de los autores principales del estudio, expresó su entusiasmo por la eficiencia sin precedentes lograda por el dispositivo.

Además, destacó el papel crucial de la rentabilidad, convirtiéndolo en un competidor único y prometedor en la carrera por tecnologías viables de producción de hidrógeno.

No en vano, lo que distingue a esta tecnología no es sólo su notable eficiencia, sino también el uso de semiconductores de perovskita de haluro que son excepcionalmente asequibles.

Históricamente, el campo de las celdas fotoelectroquímicas ha estado dominado por semiconductores prohibitivamente costosos, lo que dificulta la adopción generalizada de tales soluciones de energía limpia.

Un avance con importantes implicaciones

Las implicaciones de este avance son de largo alcance. El nuevo sistema sirve como una plataforma versátil capaz de facilitar varias reacciones químicas que utilizan electricidad recolectada con energía solar para convertir materias primas en combustibles.

Como explica Michael Wong, ingeniero químico de Rice y coautor del estudio, el dispositivo ha demostrado su eficacia en diferentes reacciones y con varios semiconductores, lo que lo hace aplicable en numerosos sistemas.

Además, el éxito del equipo tiene el potencial de acelerar la economía del hidrógeno, transformando la forma en que producimos combustibles y alejando a la humanidad de los combustibles fósiles hacia el combustible solar.

Con más avances en estabilidad y escalabilidad, esta tecnología podría cambiar las reglas del juego, proporcionando un camino viable hacia la viabilidad comercial para la producción de energía limpia a mayor escala.

Aditya Mohite, profesor asociado de Ingeniería Química y Biomolecular y director de la Facultad de la Iniciativa de Ingeniería de Rice para la Transición Energética y la Sostenibilidad (REINVENTS), destacó el potencial del nuevo sistema para impulsar varios electrones a reacciones de formación de combustible utilizando abundantes materias primas con sólo luz solar como entrada de energía.

Fuente | Rice University