Energía solar: una hoja artificial capaz de producir energía

Un grupo de investigadores del famoso MIT presentaron un sistema muy sencillo que puede producir energía almacenable, que podrá ser utilizada más tarde gracias a la luz. Su trabajo fue publicado en la revista Science. Mientras que los combustibles fósiles son más polémicos que nunca, la investigación sobre las energías renovables está en auge y la comunidad científica está considerando activamente la manera de utilizar con eficacia la energía renovable como el viento, luz, etc. La energía solar podría ser la respuesta.

Con esto en mente, los investigadores del MIT, dirigidos por Daniel Nocera, han desarrollado un sistema que captura el hidrógeno y el oxígeno del agua a través de la acción de la luz, en un proceso que resulta barato. Este sistema, que ellos llaman “hoja artificial” es en realidad un célula de silicio, material habitualmente utilizado en las células fotovoltaicas, revestidas con materiales catalíticos muy comunes y relativamente baratos: un lado recubierto de cobalto y el otro compuesto principalmente de níquel.

Las burbujas se crean en ambos lados de la hoja artificial. © Nocera Lab/ Sun Catalytix, YouTube

Una hidrólisis a fuerza de fotones

¿Cómo funciona el sistema? Es muy sencillo, y ahí radica la elegancia del proceso. Sólo es necesario sumergir la hoja – que no requiere ningún cable – en un recipiente con agua para que comience la separación de los átomos. Se pueden observar burbujas de gas ascender a la superficie del agua: en el lado de cobalto las burbujas de dioxígeno y del otro, el dihidrógeno.

Creando una separación hermética entre las dos partes se obtiene una recuperación de estos dos gases que se almacenan para su uso futuro, y se puede crear energía a través de ellos, por ejemplo, para una pila de combustible que utilizará la reacción inversa (producción de agua a partir de oxígeno e hidrógeno), para generar electricidad.

hoja artificial - energía solar

Funcionamiento de la hoja artificial: los átomos de las moléculas de agua se separan en la capa de cobalto, forman el dioxígeno y los átomos de dihidrógeno se convierten en hidrógeno en la cara de níquel. © Reece et al. 2011 - Science

Energía solar. Un concepto comercializable

Por supuesto, las etapas de recuperación y almacenamiento del gas no ha sido objeto de trabajo desde el MIT y el sistema todavía no es comercializable. Pero la base está lista y en palabras de Daniel Norca en la página web del MIT, “vamos en la dirección correcta“.

Una dirección que podría conducir a la creación de “algas marinas artificiales” con que los investigadores planean crear pequeñas bolas con las mismas propiedades que la hoja artificial, lo que aumentaría la superficie de contacto con el agua y por lo tanto el rendimiento, que por ahora se mantiene por debajo de la fotovoltaica convencional, si bien la recuperación del gas sería un proceso más peligroso.

hoja artificial captura de pantalla

Los investigadores han desarrollado una técnica de creación de dihidrógeno y dioxígeno del agua. © Reece et al. 2011 - Science, captura de pantalla

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