Es posible producir hidrógeno para alimentar pilas de combustible extrayendo el gas del agua de mar, pero la electricidad necesaria para hacerlo encarece el proceso. El investigador de la UCF, Yang Yang, ha creado un nuevo nanomaterial híbrido que aprovecha la energía solar y la utiliza para generar hidrógeno a partir del agua de mar de forma más económica y eficiente que los materiales actuales.

El avance podría llevar algún día a una nueva fuente de combustible de combustión limpia, aliviar la demanda de combustibles fósiles e impulsar la economía de Florida, donde abunda el sol y el agua de mar.

Yang, un profesor asistente con nombramientos conjuntos en el Centro de Tecnología de Nanociencia de la Universidad de Florida Central y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, ha estado trabajando en la división del hidrógeno solar durante casi 10 años.

Se hace usando un fotocatalizador, un material que estimula una reacción química usando energía de la luz. Cuando comenzó su investigación, Yang se centró en utilizar energía solar para extraer hidrógeno del agua purificada. Es una tarea mucho más difícil con agua de mar; los fotocatalizadores necesarios no son lo suficientemente duraderos para manejar su biomasa y sal corrosiva.

Como se informó en la revista Ciencias de la energía y el medio ambiente , Yang y su equipo de investigación han desarrollado un nuevo catalizador que no solo puede recolectar un espectro de luz mucho más amplio que otros materiales, pero también resistir las duras condiciones que se encuentran en el agua de mar.

"Hemos abierto una nueva ventana para dividir el agua real, no solo agua purificada en un laboratorio, ", Dijo Yang." Esto realmente funciona bien en agua de mar ".

Yang desarrolló un método para fabricar un fotocatalizador compuesto de un material híbrido. Se grabaron químicamente diminutas nanocavidades en la superficie de una película ultrafina de dióxido de titanio, el fotocatalizador más común. Esas hendiduras de nanocavidades se recubrieron con nanoflakes de disulfuro de molibdeno, un material bidimensional con el grosor de un solo átomo.

Los catalizadores típicos pueden convertir solo un ancho de banda limitado de luz en energía. Con su nuevo material, El equipo de Yang puede aumentar significativamente el ancho de banda de luz que se puede recolectar. Al controlar la densidad de la vacante de azufre dentro de las nanoflakes, Pueden producir energía desde longitudes de onda de luz ultravioleta visible a infrarroja cercana, haciéndolo al menos dos veces más eficiente que los fotocatalizadores actuales.

"Podemos absorber mucha más energía solar de la luz que el material convencional, "Dijo Yang". si se comercializa, sería bueno para la economía de Florida. Tenemos mucha agua de mar alrededor de Florida y muy buen sol ".

En muchas situaciones producir un combustible químico a partir de energía solar es una mejor solución que producir electricidad a partir de paneles solares, él dijo. Que la electricidad debe usarse o almacenarse en baterías, que degradan, mientras que el gas hidrógeno se almacena y transporta fácilmente.

Fabricar el catalizador es relativamente fácil y económico. El equipo de Yang continúa su investigación enfocándose en la mejor manera de escalar la fabricación, y mejorar aún más su rendimiento para que sea posible separar el hidrógeno de las aguas residuales.