El director ejecutivo de Air Liquide, Benoit Potier, demuestra su entusiasmo por la economía del hidrógeno cuando prueba una estación de servicio de hidrógeno cerca de París en 2011. ¿Podría la energía solar ayudar con la producción de hidrógeno? Eric Piermont / AFP / Getty Images ¿Qué pasaría si pudieras hacer funcionar un automóvil solo con recortes de jardín y refrescos dietéticos vencidos?
¿Qué pasaría si pudieras capturar la energía del sol en óxido y luego convertirla en hidrógeno?
A medida que el petróleo se encarece y se cuestionan los aspectos ambientales de los procesos mineros como el fracking, la carrera para encontrar energía limpia y barata está en marcha. A veces, la lluvia de ideas sobre energía se vuelve un poco loca (como esa primera idea, que debería probar con total libertad). La última idea, sin embargo, no es el pensamiento aturdido de un científico loco. En realidad, es el proceso muy racional de algunos científicos extremadamente inteligentes y decididamente cuerdos. Mejor todavía, lo hicieron a bajo precio.
La idea de crear hidrógeno a partir de energía solar ha existido por un tiempo. Los científicos de la Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza encontraron originalmente una forma de producir hidrógeno a partir de agua en la década de 1990. Si bien parece que romper las moléculas de agua y convertirlas en hidrógeno y oxígeno sería un lío de jerga científica, en realidad, es bastante fácil de entender. Esencialmente, está usando un semiconductor que crea la reacción para generar oxígeno y una celda solar que luego libera el hidrógeno. Y, por supuesto, no podemos olvidar los electrones más importantes. O la luz. (No te preocupes, profundizaremos más en eso en la página siguiente).
Como hemos dicho el contingente suizo ya había gestionado con éxito este proceso hace dos décadas. Pero en 2012, se dieron el desafío de hacerlo sin equipos extremadamente costosos. ¿Que caro? Un equipo de EE. UU. Logró hacer un producto similar que produjo una eficiencia del 12,4 por ciento:una gran cantidad, ya que significa que pudieron convertir el 12,4 por ciento de la luz solar en hidrógeno. Desafortunadamente, el producto se tradujo en $ 10 que provocaron un jadeo, Coste de superficie de 000 por 10 centímetros cuadrados [fuente:Pousaz]. No es exactamente un precio de consumo competitivo.
Entonces, ¿por qué en el mundo los científicos predicen con optimismo que pueden crear un prototipo de eficiencia del 10 por ciento a un costo de $ 80 por metro cuadrado [fuente:Pousaz]?
Entonces, ahora que hemos determinado que, sí, podemos almacenar energía solar en óxido y agua, probablemente deberíamos retroceder un poco y explicar más sobre cómo los científicos en Suiza lograron que eso sucediera.
Como dijimos, el dispositivo contiene un semiconductor de óxido y una célula solar sensibilizada con colorante. los evolución de oxígeno (el proceso de obtener oxígeno molecular a partir de una reacción química) ocurre en el foto-ánodo de óxido (donde fluye la corriente) y el evolución de hidrógeno ocurre en el lado del cátodo del dispositivo (donde fluye la corriente). Cuando ocurren esas reacciones, los electrones quedan atrapados en la celda sensibilizada con colorante donde crean una carga, y el hidrógeno se puede extraer del agua. Y listo, la energía se almacena.
Pero como dijimos, el precio, no el proceso, ha planteado durante mucho tiempo el mayor desafío. En lugar de utilizar un semiconductor elegante (que inicia la evolución del oxígeno), el equipo se decidió por lo barato, óxido fácil de encontrar. Desafortunadamente, El óxido también es un semiconductor bastante terrible. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Israel (Technion) también están intentando resolver este problema, creando una capa ultrafina de óxido en una celda solar que combina silicio semiconductor más eficiente [fuente:Focus]. Igualmente, el óxido que utilizan los investigadores de EPFL es en realidad óxido de hierro de diseño, con óxido de silicio añadido, luego pintado con una capa de aluminio y óxido de cobalto que mejoran el rendimiento de la reacción.
Esto significa que los científicos han encontrado una forma de producir electricidad e hidrógeno que se pueden almacenar para su uso en cualquier momento, no solo cuando el sol brilla.
Muy genial, ¿eh? Piensa en eso mientras cortas el césped y bebes refrescos dietéticos.
Producción de hidrógeno en su palma¿Se despertó la curiosidad fotoelectroquímica? Puede ver este breve video de la gente de EPFL.
Es muy emocionante pensar que la ciencia del uso de la energía solar, que siempre ha sido calificada como la Energía del Futuro Limpio, en realidad está dando grandes pasos. Y si bien una cosa es tener un panorama general de la eficiencia, otra es que los científicos se dediquen a crear una versión barata que los consumidores puedan utilizar. Quizás la idea se ponga de moda, y finalmente puedo conseguir ese auto que funciona con refresco dietético vencido.
