Una fotocatálisis extremadamente eficaz convierte el agua del grifo en hidrógeno utilizando sólo la luz solar
El hidrógeno como fuente de energía es un elemento importante para una economía sostenible. No sólo los camiones, trenes y coches funcionan ya con H2 gracias a las pilas de combustible. También se utiliza en la producción de acero, en la industria química y como medio de almacenamiento de energías renovables.
Sin embargo, todavía hay margen para mejorar su producción. Mientras que la producción a partir de gas natural es probable que se descarte en el futuro de todos modos, pero actualmente es imbatiblemente barata, la electrólisis requiere electricidad. Y mientras ésta no esté disponible en abundancia a partir de fuentes renovables, la producción de hidrógeno es más ineficiente que su utilización directa o, por ejemplo, el uso de baterías de almacenamiento.
Esto hace que el enfoque adoptado por un grupo de investigación de la Universidad Estatal de Oregón sea aún más elegante. Una construcción de armazón hecha de metal y elementos orgánicos con poros en el rango nanométrico sólo necesita luz solar directa para extraer hidrógeno puro del agua normal.
Salto en eficiencia
El principio se denomina fotocatálisis. Un proceso químico se desencadena únicamente por la absorción de fotones de la luz solar. La tecnología básica ya se conoce. Sin embargo, los diseños anteriores que utilizaban zinc, indio o titanio sólo eran capaces de utilizar entre el 0,3 y el 0,7 por ciento de la energía solar incidente para producir hidrógeno.
Con la estructura optimizada y el uso de rutenio, un metal de transición muy raro, la eficacia podría aumentar hasta el 10,0 por ciento, es decir, entre 15 y 30 veces mejor. Aunque el valor sigue estando muy por debajo de los índices de conversión de una célula solar comercial, el hidrógeno se obtiene directamente sin rodeos y, por tanto, sin más pérdidas de energía.
En los experimentos se obtuvieron 10.000 micromoles de hidrógeno por hora y gramo de agua. Aunque los químicos y los investigadores de materiales ya estarían impresionados, una conversión puede ayudar a todos los demás.
Casi el 20% del H2 contenido en el agua puede disolverse en una hora. Esto significa que 50 litros de agua bastan para obtener un kilogramo de hidrógeno en una hora. En las pruebas con agua de potencia normal, la tasa fue ligeramente peor. Entonces serían necesarios unos 60 litros (16 US gal).
Una superficie de no más de 100 metros cuadrados (1.000 pies cuadrados) sería suficiente. Después de todo, un kilogramo de hidrógeno es suficiente para conducir casi 100 kilómetros (60 millas) o calentar una casa durante unas horas.
