Un más barato, Una forma más limpia y sostenible de hacer combustible de hidrógeno a partir del agua utilizando la luz solar está cada vez más cerca gracias a una nueva investigación del Centro de Tecnologías Químicas Sostenibles de la Universidad de Bath.

Con la presión sobre los líderes mundiales para reducir las emisiones de carbono de manera significativa para resolver una emergencia de cambio climático, Existe una necesidad urgente de desarrollar alternativas energéticas más limpias a la quema de combustibles fósiles. El hidrógeno es una alternativa de combustible sin emisiones de carbono que se puede utilizar para impulsar automóviles, produciendo solo agua como producto de desecho.

Se puede hacer dividiendo el agua en hidrógeno y oxígeno, sin embargo, el proceso requiere grandes cantidades de electricidad. La mayor parte de la electricidad se produce quemando metano, por lo que los investigadores de la Universidad de Bath están desarrollando nuevas células solares que utilizan la energía de la luz directamente para dividir el agua.

La mayoría de las células solares actualmente en el mercado están hechas de silicio, sin embargo, son costosos de fabricar y requieren una gran cantidad de silicio muy puro para su fabricación. También son bastante gruesos y pesados, lo que limita sus aplicaciones.

Células solares de perovskita, utilizando materiales con la misma estructura tridimensional que el óxido de calcio y titanio, son más baratos de hacer, más delgado y se puede imprimir fácilmente en superficies. También funcionan en condiciones de poca luz y pueden producir un voltaje más alto que las celdas de silicio. lo que significa que podrían usarse en interiores para alimentar dispositivos sin la necesidad de enchufarlos a la red eléctrica.

La desventaja es que son inestables en el agua, lo que representa un gran obstáculo en su desarrollo y también limita su uso para la generación directa de combustibles de hidrógeno limpios.

El equipo de científicos e ingenieros químicos, del Centro de Tecnologías Químicas Sostenibles de la Universidad de Bath, ha resuelto este problema mediante el uso de un revestimiento impermeable de grafito, el material utilizado en las minas de lápiz.

Probaron la impermeabilización sumergiendo las células de perovskita recubiertas en agua y utilizando la energía solar recolectada para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Las células recubiertas trabajaron bajo el agua durante 30 horas, diez horas más que el registro anterior.

Después de este período, el pegamento que intercalaba el pelaje con las celdas falló; los científicos anticipan que el uso de un pegamento más fuerte podría estabilizar las células durante más tiempo.

Previamente, se utilizaron aleaciones que contenían indio para proteger las células solares para la división del agua, sin embargo, el indio es un metal raro y, por tanto, caro y el proceso de extracción para obtenerlo no es sostenible.

En cambio, el equipo de Bath utilizó grafito disponible comercialmente, que es muy barato y mucho más sostenible que el indio.

Dra. Petra Cameron, Profesor Titular de Química, dijo:"La tecnología de células solares de perovskita podría hacer que la energía solar sea mucho más asequible para las personas y permitir que las células solares se impriman en las tejas. Sin embargo, en este momento son realmente inestables en el agua; las células solares no son de mucha utilidad si se disuelven en la lluvia ! '

"Hemos desarrollado un recubrimiento que podría impermeabilizar eficazmente las células para una variedad de aplicaciones. Lo más interesante de esto es que usamos grafito disponible comercialmente, que es mucho más barato y más sostenible que los materiales previamente probados ".

Las células solares de perovskita producen un voltaje más alto que las células basadas en silicio, pero todavía no se necesita lo suficiente para dividir el agua utilizando únicamente células solares. Para resolver este desafío, el equipo está agregando catalizadores para reducir el requerimiento de energía necesaria para impulsar la reacción.

Isabella Poli, Marie Curie FIRE Fellow y Ph.D. estudiante del Centro de Tecnologías Químicas Sostenibles, dijo:"Actualmente, el combustible de hidrógeno se produce quemando metano, que no es ni limpia ni sostenible.

"Pero esperamos que en el futuro podamos crear combustibles limpios de hidrógeno y oxígeno a partir de energía solar utilizando células de perovskita".

El estudio se publica en la revista de acceso abierto. Comunicaciones de la naturaleza .