El potencial de la energía solar para obtener combustible de hidrógeno
En la lucha contra el cambio climático, los científicos han buscado formas de sustituir los combustibles fósiles por alternativas sin carbono, como el combustible de hidrógeno.
Un dispositivo conocido como célula química fotoeléctrica (PEC) tiene el potencial de producir combustible de hidrógeno a través de fotosíntesis artificial, una tecnología emergente de energía renovable que utiliza la energía de la luz solar para impulsar reacciones químicas como la división del agua en hidrógeno y oxígeno.
La clave del éxito de una PEC no solo radica en lo bien que reacciona su fotoelectrodo con la luz para producir hidrógeno, sino también oxígeno. Pocos materiales pueden hacer esto bien, y de acuerdo con la teoría, un material inorgánico llamado vanadato de bismuto (BiVO4) es un buen candidato.
Sin embargo, esta tecnología es todavía joven, y los investigadores en este campo han luchado para hacer un fotoelectrodo de BiVO4 que esté a la altura de su potencial en un dispositivo PEC. Ahora, como se informa en la revista Small, un equipo de investigación dirigido por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía (Berkeley Lab) y el Centro Conjunto para la Fotosíntesis Artificial (JCAP), un Centro de Innovación Energética del DOE, han obtenido nuevos e importantes conocimientos sobre lo que podría estar ocurriendo a escala nanométrica (mil millonésimas de metro) para el BiVO4.
«Cuando se hace un material, como un material inorgánico como el vanadato de bismuto, se podría asumir, con solo mirarlo a simple vista, que el material es homogéneo y uniforme en todas partes», dijo la autora principal Francesca Toma, una científica del JCAP en la División de Ciencias Químicas del Laboratorio de Berkeley. «Pero cuando puedes ver detalles en un material a nanoescala, de repente lo que asumías que era homogéneo es en realidad heterogéneo, con un conjunto de diferentes propiedades y composiciones químicas. Y si quieres mejorar la eficiencia del material de un fotoelectrodo, necesitas saber más sobre lo que ocurre a nanoescala».
