Un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Linköping (Suecia), que ha sido publicado en la revista ACS Nano, habla sobre un nuevo material que recibe el nombre de carburo de silicio cúbico nanoporoso. Este nuevo material goza de propiedades muy indicadas para captar energía solar y dividir las moléculas del agua para producción de hidrógeno verde.
Actualmente, el hidrógeno que más se produce y se utiliza es el gris, es decir, aquel producido a partir de combustibles fósiles. Por cada tonelada de hidrógeno producida, se emiten entre 9 y 12 toneladas de dióxido de carbono.
Jianwu Sun, profesor titular del Departamento de Física, Química y Biología de la Universidad de Linköping y director del estudio, afirma: «Se necesitan nuevos sistemas de energía sostenible para hacer frente a los desafíos energéticos y medioambientales globales, como el aumento de las emisiones de dióxido de carbono y el cambio climático. Las células solares convencionales producen energía durante el día, y la energía debe utilizarse inmediatamente o almacenarse, por ejemplo, en baterías. El hidrógeno es una fuente de energía prometedora que puede almacenarse y transportarse de la misma manera que los combustibles tradicionales como gasolina y diésel.»
Encontrar materiales rentables con propiedades adecuadas es muy importante para que la reacción en la que el agua (H2O) se divide en hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) a través de la fotoelectrolisis sea exitosa. En este proceso, la luz solar que puede utilizarse se encuentra principalmente en forma de radiación ultravioleta y luz visible.
Por ello, es necesario encontrar un material capaz de absorber esta radiación de forma eficaz para después crear cargas que puedan separarse y disfruten de la energía suficiente para dividir las moléculas del agua en hidrógeno y oxígeno. Hasta ahora, la mayoría de los materiales que han sido investigados han resultado ineficientes en la manera en que utilizan la energía de la luz visible o no tienen las propiedades necesarias para llevar a cabo la división del agua. Por ejemplo, el dióxido de titanio, TiO2, solo absorbe la luz solar ultravioleta.
El grupo de investigación de Jianwu Sun ha investigado el carburo de silicio cúbico, 3C-SiC. Los científicos han producido una forma de carburo de silicio cúbico que tiene muchos poros extremadamente pequeños. El material, al que llaman 3C-SiC nanoporoso, tiene propiedades prometedoras que sugieren que se puede utilizar para producir gas hidrógeno a partir del agua utilizando la luz solar.
Este material es capaz de captar de forma eficiente rayos ultravioleta, además de la mayor parte de la luz visible. Del mismo modo, su estructura porosa hace posible la separación de cargas, lo que aumenta el número de sitios de reacción y mejora la transferencia de carga.
Jianwu Sun concluye: «El resultado principal que hemos demostrado es que el carburo de silicio cúbico nanoporoso tiene una mayor eficiencia de separación de carga, lo que hace que la división del agua en hidrógeno sea mucho mejor que cuando se usa carburo de silicio plano».
Fuente: Europa Press.
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