Esta
tecnología, que recibe el nombre de 'fotosíntesis artificial', está
inspirada en la fotosíntesis que se produce en la naturaleza
ECOticias.
Investigadores del Grupo
de Dispositivos Fotovoltáicos y Optoelectrónicos de la Universitat
Jaume I, dirigido por el catedrático Juan Bisquert, han desarrollado
-empleando nanotecnología- un dispositivo con materiales semiconductores
que en medio acuoso genera hidrógeno de forma autónoma. Para ello
se emplea únicamente luz solar.
Esta tecnología, que recibe el nombre de 'fotosíntesis artificial',
está inspirada en la fotosíntesis que se produce en la naturaleza
(proceso en el que las plantas aprovechan la energía solar para
transformar la materia orgánica en compuestos orgánicos, liberando la
energía química almacenada en los enlaces de la molécula adenosina
trifosfato-ATP, y obteniendo compuestos energéticos como azúcares y
carbohidratos).
El hidrógeno es un elemento muy abundante en la superficie de la tierra, pero en su forma combinada con el oxígeno: el agua (H2O). La molécula de hidrógeno (H2)
contiene mucha energía que puede ser liberada cuando se quema debido a
la reacción con el oxígeno atmosférico, dando como único residuo del
proceso de combustión agua. Para convertir el agua en combustible (H2) hay que romper la molécula H2O
separando sus componentes, y para que el proceso se realice de forma
renovable (sin utilizar reservas fósiles del subsuelo) es necesario
utilizar un dispositivo que emplee la energía de radiación solar y, sin
ninguna otra ayuda, realice las reacciones químicas de romper la agua y
formar hidrógeno, de forma similar a como lo hacen las hojas de las
plantas. Por eso estos dispositivos reciben la denominación de hoja
artificial.
“Aunque el rendimiento energético del dispositivo no es, en estos
momentos, suficiente para pensar en su comercialización, estamos
explorando distintas vías para mejorar su eficiencia y demostrar que
esta tecnología constituye una alternativa real para satisfacer la
demanda energética del siglo XXI”, comenta Sixto Giménez, uno de los
investigadores responsables del trabajo.
Burbujas de gas hidrógeno
El dispositivo se sumerge en la solución acuosa y cuando se ilumina
con una fuente de luz genera burbujas de gas hidrógeno. En un primer
paso, el grupo de investigación ha utilizado una disolución con un
agente oxidante y estudia la evolución del hidrógeno producido por los
fotones. “Ahora el reto más importante -comenta Iván Mora, miembro del
equipo que ha desarrollado el dispositivo- es comprender los procesos
físico-químicos que se producen en el material semiconductor y en su
interface con el medio acuoso para racionalizar el proceso de
optimización del dispositivo”.
El desarrollo de la hoja artificial es un gran desafío científico por
la dificultad que supone la selección de los materiales que
intervendrán en el proceso, de forma que funcionen de forma continuada y
sin descomponerse. Actualmente, el Grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y
Optoelectrónicos de la Universitat Jaume I es uno de los pocos grupos
de investigación a nivel mundial que han demostrado la viabilidad de un
dispositivo de estas características, junto a los laboratorios
norteamericanos del MIT en Boston o NREL en Denver (EEUU).
El director del grupo de investigación Juan Bisquert comenta que “en
comparación con otros dispositivos, el desarrollado por la UJI presenta
la ventaja de su bajo coste de producción y de una mayor recolección de
los fotones incidentes de la luz, utilizándose para la producción de
hidrógeno fotones incluso del espectro infrarrojo”.
La producción de hidrógeno de forma eficiente utilizando materiales
semiconductores y luz solar constituye un reto crucial -según su
promotores- para hacer realidad un cambio de modelo energético hasta una
tecnología de conversión sostenible, basado en recursos inagotables y
respetuoso con el medio ambiente. En la experimentación con este
dispositivo también han participado otros miembros de grupo de
investigación como Eva Maria Barea, Francisco Fabregat, Roberto
Trevisan, Maria Victoria González, Pau Rodenas, Pablo P. Boix y Laura
Badía.
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