Un paso más cerca de la fotosíntesis artificial y los “combustibles solares”

Inspirándose en el portentoso proceso químico de la fotosíntesis que acaece en las hojas de los vegetales, unos científicos han desarrollado una película eléctricamente conductora que podría ayudar a abrir el camino hacia dispositivos capaces de aprovechar la luz solar para descomponer el agua y obtener así hidrógeno empleable como combustible.

Al ser aplicada a materiales semiconductores como el silicio, la película de óxido de níquel evita que se acumule una cantidad mayor de herrumbre y facilita un importante proceso químico en la producción mediante energía solar de combustibles como el hidrógeno o el metano.

El equipo de Ke Sun y Nate Lewis, del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, Estados Unidos, ha desarrollado un nuevo tipo de recubrimiento protector que permite que ese proceso clave de la elaboración solar de combustibles se lleve a cabo con una eficiencia, una estabilidad y una eficacia mayores que las alcanzadas en cualquier otro sistema comparable.

El desarrollo podría llevar a sistemas fotosintéticos artificiales (llamados también generadores solares de combustible u “hojas artificiales”) con un alto nivel de seguridad y eficiencia. Estos sistemas reproducen el proceso natural de la fotosíntesis que las plantas emplean para convertir la luz solar, el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y combustible en forma de carbohidratos, o azúcares.

Ke Sun mira una muestra de la nueva película protectora que él ha ayudado a desarrollar como parte crucial de la nueva tecnología de aprovechamiento de la luz solar para generar combustibles. (Foto: Lance Hayashida / Caltech Office of Strategic Communications)

La hoja artificial que el equipo de Lewis está desarrollando consta de tres componentes principales: dos electrodos (un fotoánodo y un fotocátodo) y una membrana. El fotoánodo utiliza la luz solar para oxidar las moléculas de agua a fin de generar gas oxígeno, protones y electrones, mientras que el fotocátodo recombina los protones y electrones para formar gas hidrógeno. La membrana, hecha habitualmente de plástico, mantiene a los dos gases separados para eliminar la posibilidad de una explosión, y deja que el gas sea recogido bajo presión para ser empujado de forma segura a través de una tubería.

La tecnología desarrollada es prometedora, aunque, tal como advierte Lewis, aún falta mucho trabajo antes de que pueda desembocar en un producto comercial capaz de convertir luz solar en combustible. Otros componentes del sistema, como el fotocátodo, necesitarán ser también perfeccionados.

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