El hidrógeno es prometedor como una forma económica de energía limpia, pero encontrar una forma eficiente y asequible de producir el combustible a partir del agua, una técnica conocida como división del agua, sigue siendo un desafío científico clave.

Un investigador de la Universidad de Houston está trabajando con un colega en Taiwán para usar nanocapas huecas de oro y plata para aumentar la eficiencia de los fotocatalizadores. donde los materiales nanocompuestos combinados generan hidrógeno a partir del agua, alimentado solo por la luz solar.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair en química y decano asociado de investigación en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la UH, dijo que las nanocapas permiten que el sistema fotocatalizador compuesto absorba un espectro más amplio de luz disponible, mejorar la capacidad del fotocatalizador para separar el hidrógeno del agua, dejando solo oxígeno como subproducto.

Lee también está afiliado al Centro de Superconductividad de Texas en UH. Su trabajo en el proyecto está financiado por $ 150, 000 de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y sigue a varios años de participación en la Iniciativa de Nanociencia de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y Taiwán. Su colaborador, Tai-Chou Lee de la Universidad Nacional Central en la ciudad de Taoyuan, Taiwán fue un ex investigador postdoctoral en su laboratorio en la UH.

El hidrógeno se puede utilizar en forma de pilas de combustible para alimentar motores eléctricos o quemarse en motores de combustión interna. Pero encontrar una práctica La forma económica y ecológica de producir grandes cantidades de gas hidrógeno ha sido esquiva.

La mayor parte del hidrógeno actual se produce a través del reformado de metano con vapor y la gasificación del carbón. métodos que carecen de portabilidad y aumentan la huella de carbono del combustible a pesar de que se quema limpiamente. Ser capaz de producir hidrógeno de forma fiable y económica utilizando solo agua y luz solar sería un gran avance.

El laboratorio de Lee se centra en nanopartículas, películas delgadas y recubrimientos a nanoescala y otros nanomateriales para las industrias de la energía y el cuidado de la salud, mientras que Tai-Chou Lee (los dos no están relacionados) trabaja en fotocatálisis, usando la luz para desencadenar un cambio químico.

Lee de UH dijo que juntar los dos —utilizando nanocapas huecas de oro y plata modificadas en la superficie para aumentar la eficiencia del catalizador de Tai-Chou Lee— es un matrimonio de investigación fundamental con una aplicación final.

Mientras que los fotocatalizadores tradicionales generalmente absorben luz en los rangos visibles ultravioleta y de longitud de onda corta, la adición de nanocapas permite que el sistema catalizador haga un uso adicional de longitudes de onda visibles e infrarrojas cercanas de longitud de onda larga, aumentando su eficiencia general.

El año pasado, los investigadores publicaron los primeros resultados del trabajo; Lee dijo que la última subvención le permitirá mejorar la eficiencia de las nanocapas, que están hechos de una combinación de oro y plata pero recubiertos con un material dieléctrico que es fundamental para lograr una abundante producción de hidrógeno.

"Si puede utilizar la luz solar para generar combustible a partir del agua, esa es una fuente de energía realmente limpia, "dijo Lee.