Científicos de la Universidad de Reading han diseñado un nuevo material que podría ayudar a abastecer al mundo con energía limpia al convertir el agua en combustible, utilizando sólo el poder del sol.
El un nuevo catalizador se basa en el sistema que emplean las plantas para hacer la fotosíntesis y absorber la energía del sol. Imitando este proceso, el material obtiene la energía necesaria para llevar a cabo la división del agua en hidrógeno y oxígeno.
Así mismo los investigadores refieren que el material también tendría el potencial convertir el dióxido de carbono del aire en un combustible a base de carbono, tal como metanol.
“Encontrar un material que puede ayudar a crear combustibles fácilmente disponibles es uno de los santos griales de la ciencia”, dijo el Dr. Ricardo Grau-Crespo, del Departamento de la Universidad de Reading Química, quién dirigió el equipo que realizó el descubrimiento.
“Aunque todavía nos queda un largo camino por recorrer, nuestros nuevos hallazgos podrían ser un importante paso adelante en la búsqueda de combustibles más baratos, amigables con el ambiente para alimentar el futuro.”
La división de agua en hidrógeno y oxígeno es un proceso de alto consumo energético, que actualmente requiere mucha más energía de la electricidad que sale en combustible utilizable.
Para hacer el proceso más eficiente, los científicos utilizan un fotocatalizador, un material que absorbe la luz del sol y la utiliza para excitar electrones a niveles de energía más altos. Estos electrones excitados, y los vacíos que dejan atrás, son entonces capaces de impulsar las dos reacciones necesarias para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno.
Por desgracia, la búsqueda de un buen fotocatalizador es complicado, ya que sus propiedades tienen que ser muy precisas para permitir que la reacción tenga lugar. Uno de los mejores materiales disponibles fotocatalizador, óxido de titanio, es demasiado ineficiente para producir más que una pequeña cantidad de hidrógeno, ya que sólo puede absorber energía de la luz ultravioleta.
En la investigación el equipo se ayudo de simulaciones de superordenadores para probar muchos candidatos diferentes como posibles fotocatalizadores para reacciones de producción de combustible. Encontrando que algunos armazones organometálicos, que combinan los átomos metálicos y moléculas orgánicas, exhiben la estructura electrónica ideal requerida para catalizar estas reacciones.
“Nuestra investigación se inspira en la naturaleza, como la porfirina se relaciona con las clorofilas, los pigmentos verdes que permiten a las plantas convierten la luz solar en energía química”.
“El desafío ahora es incorporar estos catalizadores naturales maravillosos en materiales capaces de hacer el trabajo químico específico que necesitamos. Si podemos hacer esto, podría dar lugar a la conversión de alta eficiencia de la energía solar en energía química. Proporcionar un lugar limpio, almacenable y fuente transferible de la energía “.
Referencia: Universidad de Reading, Journal of Materials Chemistry