El hidrógeno está ganando terreno cada día por su potencial como vector energético, ya que sirve directamente como combustible y también como un sistema para almacenar energía.
En este contexto de expansión, un grupo de investigadores de química de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill aprovecha la luz para producir hidrógeno limpio a partir de agua, según informa la revista científica Nature Chemistry.
El químico Alexander Miller ha sido el encargado de dirigir estudio llamado «El autoensamblaje del catalizador acelera la evolución electrocatalítica del H2 bimetálica impulsada por la luz y el agua«. Esta investigación versa sobre un método que utiliza luz y electricidad para dividir el agua en dos: hidrógeno y oxígeno (sus elementos constituyentes).
Catalizadores de hidrógeno
Miller expone en el estudio que es posible “inducir a estos catalizadores a autoensamblarse en estos glóbulos, que absorben mejor la luz y forman enlaces químicos para producir hidrógeno. Esta investigación representa una contribución significativa al campo de la catálisis y allana el camino para el desarrollo de tecnologías energéticas eficientes y sostenibles”.
La conclusión es que las estructuras moleculares hacen que los catalizadores se agrupen para desarrollar micelas. Conviene aclarar que los catalizadores son moléculas que aceleran una reacción química sin consumirse. Las micelas son pequeñas esferas formadas por moléculas que tienen una relación muy especial con el agua. Una parte de su estructura, la hidrofílica, es amigable con ella y otra, la hidrofóbica, no lo es. Las micelas se forman cuando estas moléculas se agrupan en una esfera, con las partes hidrofílicas hacia afuera y las hidrofóbicas hacia adentro, para sentirse ‘más cómodas’ en el agua.
Aplicaciones del hidrógeno a partir de agua
El hidrógeno obtenido a partir del agua puede utilizarse para pilas de combustible, motores de combustión y otras aplicaciones, teniendo en cuenta que el único subproducto es el vapor de agua. Miller afirma que esta separación del agua “tiene el potencial de almacenar energía solar en forma de enlaces químicos, abordando la naturaleza intermitente de la generación de energía solar”. Expuso además que este estudio es especialmente interesante “en el campo de las energías renovables y el desarrollo sostenible”.
Técnica de dispersión dinámica de luz
Esta no fue la única técnica utilizada por los investigadores para lograr su propósito. También usaron el sistema no invasivo de dispersión dinámica de la luz, también llamado espectroscopia de correlación de fotones. La aplicaron para medir el tamaño de los catalizadores a través de un estudio de las fluctuaciones de la intensidad de la luz dispersada. Aportó información valiosa en cuanto al tamaño, la forma y el reparto de los catalizadores.
¿Resultado? Las micelas más grandes fabricaron hidrógeno mucho más rápido. Asimismo, emplearon una espectroscopia de resonancia magnética nuclear, una herramienta analítica que corroboró que, dentro de esas partículas, los catalizadores estaban cerca unos de otros.
Solución para el transporte
Este grupo de investigación busca dar un paso más en la investigación sobre el hidrógeno. En lugar de capturar la energía de la luz solar y pasarla a electricidad, como un panel solar en el techo, buscan desarrollar un combustible que pueda almacenar y utilizar energía según sea necesario.
Combustible de moda
Aprovechar la luz solar para producir hidrógeno verde a partir de agua es una iniciativa llamativa dado el contexto de transición energética en el que nos encontramos. Por ahora, debemos esperar para ver hasta dónde llega este método.
El hidrógeno verde surge como ‘combustible de moda’ a raíz de la necesidad del ser humano de encontrar sistemas energéticos más limpios y sostenibles. A diferencia de otras fuentes de energía o sistemas de almacenamiento, utiliza energía renovable (mediante electrólisis de agua). Bajo estas circunstancias, su producción no genera gases de efecto invernadero.
Podría ser la vía para descarbonizar la industria pesada, almacenar energía, promover una movilidad limpia e integrar más profundamente las energías renovables. Sin embargo, su implementación total todavía depende de los futuros avances tecnológicos, infraestructuras adecuadas y un sistema óptimo que permite reducir los costes. Con un largo camino por recorrer, ¿será el hidrógeno el salvavidas energético del mundo?
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