El hidrógeno, cuentan, es la respuesta a las necesidades de almacenamiento energético derivadas de parques solares y fotovoltaicos que los sistemas actuales no permiten cubrir. Para que dicha solución sea viable es necesario poder producir más hidrógeno verde –el que tiene su origen en fuentes de energía renovables- de manera más económica y, aquí, proyectos como el que impulsa un equipo de investigadores de química de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill se revelan como más que interesantes. En concreto, han desarrollado un sistema que permite aprovechar la energía del sol para producir gas hidrógeno a partir del agua. Se explica en un artículo publicado en Nature Chemistry .
Sólo luz y agua
Dirigido por el químico Alexander Miller, el estudio titulado El autoensamblaje del catalizador acelera la evolución electrocatalítica del H2 bimetálica impulsada por la luz en el agua, investiga un sistema que utiliza luz y electricidad para dividir el agua en sus elementos constituyentes: hidrógeno y oxígeno. Él mismo lo explica: “Lo que hemos descubierto es que se puede inducir a estos catalizadores a autoensamblarse en estos glóbulos, que absorben mejor la luz y forman enlaces químicos para producir hidrógeno”, dijo Miller. “Esta investigación representa una contribución significativa al campo de la catálisis y allana el camino para el desarrollo de tecnologías energéticas eficientes y sostenibles”.
Catalizadores
Los investigadores, en el transcurso del estudio, descubrieron que las estructuras moleculares hacían que los catalizadores se agrupasen en depósitos sobre la superficie del agua. La división del agua es un proceso clave en las tecnologías de energía renovable, particularmente en la producción de hidrógeno como combustible limpio y sostenible. El hidrógeno obtenido del agua se puede utilizar para pilas de combustible, motores de combustión y otras aplicaciones, siendo el único subproducto el vapor de agua.
“La división del agua tiene el potencial de almacenar energía solar en forma de enlaces químicos, abordando la naturaleza intermitente de la generación de energía solar. La investigación sobre métodos eficientes y rentables de división del agua es un área de interés importante en el campo de las energías renovables y el desarrollo sostenible”, explica Miller.
Los investigadores también utilizaron una técnica especial llamada dispersión dinámica de la luz, también conocida como espectroscopia de correlación de fotones, para medir el tamaño de los catalizadores analizando las fluctuaciones en la intensidad de la luz dispersada. Esta técnica no invasiva proporcionó información valiosa sobre el tamaño, la forma y la distribución de los catalizadores. Las micelas más grandes produjeron hidrógeno más rápidamente. También utilizaron una herramienta analítica llamada espectroscopia de resonancia magnética nuclear, que confirmó que dentro de esas partículas, los catalizadores estaban cerca unos de otros.