Transformar la energía solar en una forma utilizable es un verdadero desafío. Una técnica consiste en utilizar semiconductores para almacenar la energía en forma de hidrógeno. Desafortunadamente, los semiconductores más eficientes no son los más estables. Un equipo de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (Suiza) acaba de descubrir que es posible proteger el semiconductor con una capa uniforme de unos pocos nanómetros de espesor.

Este descubrimiento permitirá mejorar las células fotoelectroquímicas. De la misma forma que las plantas utilizan la fotosíntesis para transformar la luz solar en energía, estas células usan la luz solar para impulsar reacciones químicas que finalmente producen hidrógeno a partir del agua. El proceso implica el uso de un material semiconductor sensible a la luz, como el óxido cuproso, para proporcionar la corriente necesaria para alimentar la reacción. Aunque no es caro, el óxido es inestable si se expone a la luz en el agua. Investigación de Adriana Paracchino y Elijah Thimsen, publicado el 8 de mayo de 2011 en la revista Materiales de la naturaleza , demuestra que este problema puede superarse cubriendo el semiconductor con una fina película de átomos utilizando la técnica de deposición de capa atómica (ALD).

Bajo la supervisión del profesor Michael Grätzel en el Laboratorio de Fotónica e Interfaces de la EPFL, los dos científicos lograron esta notable hazaña combinando técnicas utilizadas a escala industrial, y luego aplicarlos al problema de la producción de hidrógeno. Con su proceso, El óxido cuproso se puede proteger de forma sencilla y eficaz del contacto con el agua. haciendo posible su uso como semiconductor. Las ventajas son numerosas:el óxido cuproso está disponible en abundancia y
barato; la capa protectora es completamente impermeable, independientemente de la rugosidad de la superficie; y el proceso se puede ampliar fácilmente para la fabricación industrial.

Una técnica prometedora

El equipo de investigación desarrolló la técnica "haciendo crecer" capas de óxido de zinc y óxido de titanio, una capa de un átomo de espesor a la vez, en la superficie del óxido cuproso. Al utilizar la técnica ALD, pudieron controlar el grosor de la capa protectora con la precisión de un solo átomo sobre toda la superficie. Este nivel de precisión garantiza la estabilidad del semiconductor al tiempo que conserva toda su eficiencia de producción de hidrógeno. El siguiente paso de la investigación será mejorar las propiedades eléctricas de la capa protectora.

El uso de materiales y técnicas ampliamente disponibles que pueden ampliarse fácilmente acerca la producción fotoelectroquímica "verde" de hidrógeno a la industria.
interesar.