Las plantas tienen la habilidad de convertir la luz solar en energía, los científicos han trabajado para emular este proceso artificialmente. Los beneficios de esta energía renovable serían enormes. Ahora, un nuevo enfoque basado en “fotohojas” puede ser el intento más prometedor que hemos visto en mucho tiempo.
El nuevo dispositivo toma CO2, agua y luz solar como ingredientes, luego produce oxígeno y ácido fórmico que puede ser almacenado como combustible. El ácido se puede usar directamente o convertirse en hidrógeno, otro potencial combustible de energía limpia.
La clave de la innovación es la “fotohoja” u hoja fotocatalizadora, que usa un polvo de semiconductor especial que permite la interacción de electrones y que la oxidación ocurra cuando la luz del sol impacte la hoja en el agua, con ayuda de un catalizador de cobalto. Ningún componente adicional se requiere en el proceso y es completamente autoalimentado.
“Nos sorprendió lo bien que funcionó en términos de su selectividad: casi no produjo subproductos”, dice el químico Qian Wang, de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido.
“A veces las cosas no funcionan tan bien como esperabas, pero este fue un caso raro en el que realmente funcionó mejor”.
Si bien el prototipo mide apenas 20 cm2, los científicos que lo inventaron dicen que se debería aumentar su tamaño sin incurrir en costos enormes.
Por último, creen que estos dispositivos se pueden producir en grandes formaciones como las de las granjas solares. Es más, el ácido fórmico resultante puede almacenarse en una solución y de ahí convertirse en diferentes tipos de combustible de acuerdo a las necesidades.
Con esto se logra algo que no siempre se garantiza en otros sistemas de conversión: un proceso limpio y eficiente que no da lugar a subproductos. Se tiene que tratar con cada gasto extra, lo que puede anular los efectos positivos de la reacción inicial.
“Ha sido difícil lograr la fotosíntesis artificial con un alto grado de selectividad, por lo que está convirtiendo la mayor cantidad de luz solar posible en el combustible que se desea, en lugar de quedarse con una gran cantidad de desechos”, dice Wang.
Un equipo del mismo laboratorio fue responsable de producir un material de hoja artificial en 2019. Si bien el nuevo dispositivo se comporta de manera similar, es más robusto y fácil de aumentar en tamaño, además produce combustible más fácil de almacenar.
Esto no quiere decir que la nueva fotohoja pueda ser producida comercialmente todavía. Se necesita hacer el proceso más eficiente y experimentar con otros catalizadores que produzcan diferentes combustibles solares.
La necesidad de una transición completa a la energía limpia es más urgente que nunca, pero nos alienta la cantidad de proyectos que hay en trámite. Sin embargo, como es el caso de este nuevo proceso, descubrir la ciencia es solo el comienzo de la producción de un combustible que funcionará prácticamente.
“El almacenamiento de combustibles gaseosos y la separación de subproductos pueden ser complicados; queremos llegar al punto en el que podamos producir de manera limpia un combustible líquido que también se pueda almacenar y transportar fácilmente”, dice el químico Erwin Reisner, de la Universidad de Cambridge. “Esperamos que esta tecnología allane el camino hacia la producción de combustible solar sostenible y práctica”.
Fuente: Nature Energy a través de Science Alert.
