Un dispositivo que puede recolectar agua del aire y entregar combustible de hidrógeno, alimentado completamente por energía solar, ha sido un sueño de los científicos desde hace mucho tiempo, pero ahora está cerca de realizarse.
El ingeniero químico Kevin Sivula y su equipo han dado un paso significativo para acercar esta visión a la realidad al desarrollar un sistema ingenioso pero simple.
Combina tecnología basada en semiconductores con nuevos electrodos que tienen dos características clave: son porosos, para maximizar el contacto con el agua en el aire; y transparente, para maximizar la exposición a la luz solar del revestimiento semiconductor.
Cuando el dispositivo simplemente se expone a la luz solar, toma agua del aire y produce gas de hidrógeno, que luego se puede inyectar en camiones, trenes o aviones con baterías de celdas de combustible de hidrógeno para una combustión ecológica.
En su investigación sobre combustibles fósiles renovables, los ingenieros de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, en colaboración con Toyota Motor Europe, se inspiraron en la forma en que las plantas pueden convertir la luz solar en energía química utilizando el dióxido de carbono del aire.
Básicamente, una planta recolecta dióxido de carbono y agua de su entorno y, con el impulso adicional de energía de la luz solar, puede convertir estas moléculas en azúcares y almidones, un proceso conocido como fotosíntesis.
“El desarrollo de nuestro dispositivo prototipo fue un desafío, ya que los electrodos de difusión de gas transparentes no se habían demostrado previamente y tuvimos que desarrollar nuevos procedimientos para cada paso”. Ella dijo Marina Caretti, primera autora de la obra.
“Sin embargo, dado que cada paso es relativamente simple y escalable, creo que nuestro enfoque abrirá nuevos caminos para una amplia gama de aplicaciones, desde sustratos de difusión de gas hasta la producción de hidrógeno con energía solar”.
Recubrir una oblea de fieltro de óxido de silicio con una película transparente delgada de óxido de estaño dopado con flúor produjo una oblea transparente, porosa y conductora, esencial para maximizar el contacto con las moléculas de agua en el aire y para pasar los fotones. Una segunda capa transparente de materiales semiconductores absorbe la luz solar y completa el proceso.
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A estudio de prueba de concepto en realidad, sin embargo, los investigadores demostraron que se puede producir gas hidrógeno a partir de la luz solar y la humedad del aire a una tasa del 12 %, en comparación con una tasa del 19 % que se encuentra en tecnologías de combustible similares al hidrógeno líquido, trabajo que el Dr. Sivula también ha realizado. sido parte de.
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