Químicos de la Universidad de North Carolina at Chapel Hill han desarrollado un enfoque único para aprovechar la energía del sol en la producción de gas hidrógeno como energía limpia a partir del agua.
Dirigido por el profesor Alexander Miller, el estudio publicado en Nature Chemistry con el título «El autoensamblaje del catalizador acelera la evolución electrocatalítica del H2 impulsada por luz bimetálica en el agua», investiga un sistema que utiliza luz y electricidad para dividir el agua en sus elementos constituyentes: hidrógeno y oxígeno.
Los investigadores descubrieron que las estructuras moleculares hacían que los catalizadores (moléculas que aceleran una reacción química sin consumirse en el proceso) se agruparán para formar micelas, que son glóbulos similares a depósitos aceitosos en la superficie del agua cuando se le agrega aceite de oliva.
La división del agua es un proceso clave en las tecnologías de energía renovable, particularmente en la producción de hidrógeno como combustible limpio y sostenible. El hidrógeno obtenido del agua se puede utilizar para pilas de combustible, motores de combustión y otras aplicaciones, siendo el único subproducto el vapor de agua.
«La división del agua tiene el potencial de almacenar energía solar en forma de enlaces químicos, abordando la naturaleza intermitente de la generación de energía solar», dijo Miller en un comunicado. «La investigación sobre métodos eficientes y rentables para dividir el agua es un área de interés importante en el campo de las energías renovables y el desarrollo sostenible.»
Los investigadores también utilizaron una técnica especial llamada dispersión dinámica de la luz, también conocida como espectroscopia de correlación de fotones, para medir el tamaño de los catalizadores analizando las fluctuaciones en la intensidad de la luz dispersada. Esta técnica no invasiva proporcionó información valiosa sobre el tamaño, la forma y la distribución de los catalizadores.
Las micelas más grandes lograron una producción de hidrógeno más rápido. También utilizaron una herramienta analítica llamada espectroscopia de resonancia magnética nuclear, que confirmó que dentro de esas partículas, los catalizadores estaban cerca unos de otros.
«Queremos capturar la energía de la luz solar y en lugar de convertirla en electricidad, como un panel solar en el techo, queremos generar un combustible que podamos almacenar y usar según sea necesario para conducir un automóvil, cargar una batería, encender las luces», dijo Miller.
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