Ilustración en sección transversal de un modelo de evolución de burbujas de gas en el fotoelectrodo nanoestructurado y de película delgada. Mientras que el H2 se forma en puntos de nucleación discrecionales en la superficie del electrodo de película delgada (a), lo que da como resultado la coalescencia de las burbujas de gas y la formación de una capa de espuma de burbujas, la superficie de Rh nanoestructurada favorece la formación de burbujas de gas H2 en las puntas de Rh inducidas, puntos calientes catalíticos (b). Aquí, Los gradientes de concentración a lo largo de la superficie facilitan la transferencia de H2 a las burbujas en el momento de la formación. La distancia entre los puntos calientes evita la coalescencia de las burbujas de gas formadas. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza (2018). DOI:10.1038 / s41467-018-04844-y
Un equipo internacional de investigadores ha encontrado una forma de hacer que la generación de hidrógeno solar sea más eficiente en entornos de microgravedad. En su artículo publicado en la revista Comunicaciones de la naturaleza , el grupo describe lo que aprendieron de los experimentos con una célula fotoelectroquímica que cae en una torre de caída.
Para llegar muy lejos en el espacio, los futuros astronautas necesitarán algunos medios para crear su propio aire y combustible; llevar suficiente cantidad de cualquiera de ellos para viajes muy largos resultaría poco práctico. En la actualidad, los astronautas a bordo de la ISS generan oxígeno mediante un proceso de dos etapas. La primera etapa consiste en generar electricidad mediante células solares. En la segunda etapa, la electricidad se utiliza para realizar una técnica de electrólisis con agua. Los investigadores señalan que este proceso funciona, pero es ineficaz. En este nuevo esfuerzo, su objetivo era mejorar la eficacia de la técnica de electrólisis utilizada.
Los investigadores explican que el proceso actual implica el uso de un electrodo hecho de un semiconductor que absorbe la luz:por lo general, un fosfuro de indio de tipo p. Luego, el electrodo se recubre con una capa delgada de un catalizador de rodio. Como se ha señalado en el pasado, la ineficiencia radica en el problema de las burbujas de hidrógeno adheridas a la superficie de los electrodos, en lugar de rebotar en ellos (debido a la flotabilidad) como ocurre en la Tierra. Para que se muevan en un entorno de microgravedad, los investigadores cambiaron la textura del electrodo. En lugar de la superficie plana normal, el equipo forzó el rodio en picos y valles, con la distancia entre ellos demasiado grande para que las burbujas de hidrógeno se asentaran. Eso significaba que tenían que sentarse en los picos, que dejó menos contacto entre las burbujas y la superficie.
Para probar su idea, los investigadores crearon cápsulas que contenían su aparato y las dejaron caer 120 metros por la torre de caída de Bremen en Alemania. Señalan que cada gota se produjo durante aproximadamente 9,3 segundos, tiempo suficiente para que su dispositivo produzca gas hidrógeno.
Los investigadores encontraron que su cambio en la superficie del electrodo resultó en la producción de gas hidrógeno al mismo ritmo que los dispositivos en gravedad normal. Reconocen que se necesita hacer más trabajo, pero sugiera que su enfoque parece prometedor.
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