Un dispositivo eficiente y de bajo coste descompone el agua para generar combustible de hidrógeno. Fue desarrollado por investigadores de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Rice, en Houston.
La plataforma combina células solares de perovskita y electrodos catalíticos que generan electricidad cuando se activan con la luz solar. Cuando las corrientes fluyen hacia los catalizadores, descomponen el agua en oxígeno e hidrógeno, con una eficiencia de luz solar a hidrógeno de hasta el 6,7%.
Aunque la catálisis de este tipo es muy común, los investigadores integraron los electrodos y una capa de perovskita en un solo módulo que genera hidrógeno sin más aportes cuando se sumerge en agua y se expone a la luz solar. Además, el diseño es de un sintetizador autosuficiente de combustible, fácil de producir en masa.
Mayor eficiencia
Jun Lou, investigador principal, y su compañero posdoctoral de Rice, Jia Liang, presentaron la plataforma en la revista de la American Chemical Society, ACS Nano,
Las perovskitas son cristales que tienen celosías en forma de cubo con la capacidad de aprovechar la luz. Hasta la fecha, las células solares de perovskita más eficientes tienen una eficiencia de más del 25%. Pero los materiales son costosos y se estresan por el calor, la humedad y la luz.
Liang manifestó que la perovskita puede no ser el componente principal, sino el polímero que lo rodea, lo que protege el módulo y permite que se sumerja por períodos más largos. «Jia ha sustituido los componentes más caros, como el platino, en las células solares de perovskita por alternativas como el carbono», explicó Lou.
Los investigadores de la Universidad Rice manifestaron que estos dispositivos integrados son prometedores porque crean un sistema que es sostenible: no se requiere energía externa para mantener el módulo en funcionamiento».
Sistema autosuficiente
“Otros han desarrollado sistemas catalíticos que conectan la célula solar fuera del agua con electrodos sumergidos con un cable. Simplificamos el sistema encapsulando la capa de perovskita con una película de Surlyn (polímero)”, dijo Lou.
La película estampada permite que la luz solar llegue a la célula solar mientras la protege. Al mismo tiempo actúa como un aislante entre los electrodos y las células, agregó Liang.
«Con un diseño inteligente del sistema, potencialmente se podría hacer un bucle autosuficiente, incluso si no hay luz solar. Se puede usar la energía almacenada en forma de combustible químico. Puedes poner los productos de hidrógeno y oxígeno en tanques separados e incorporar otro módulo como una celda de combustible para convertir esos combustibles en electricidad», explicaron
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