Obtener hidrógeno a partir de agua, luz solar y nanopartículas de plástico conductor

El hidrógeno desempeña un papel fundamental en los esfuerzos hacia la implantación global de las energías renovables y limpias. Si bien el uso del hidrógeno en sistemas de este tipo solo produce agua como subproducto, aún existen importantes desafíos para que el hidrógeno pueda producirse a gran escala y de forma respetuosa con el medio ambiente.

Un desafío importante es el uso del platino como cocatalizador cuando se utiliza luz solar y agua para extraer hidrógeno de ella. Las reservas de platino de la Tierra son limitadas, su precio es carísimo y su extracción conlleva riesgos tanto para el medio ambiente como para la salud humana.

Unos científicos han descubierto ahora un modo de utilizar la luz solar para producir gas hidrógeno de forma eficiente y sin platino.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Alexandre Holmes y Ergang Wang, de la Universidad Chalmers de Tecnología en Gotemburgo, Suecia.

La clave del proceso ideado por este equipo es el uso de nanopartículas de un plástico eléctricamente conductor. Sumergidas en agua, las nanopartículas interactúan tanto con la luz solar como con su entorno.

Al dirigir una lámpara con luz solar simulada a un vaso de precipitados con agua que contiene las nanopartículas, se forman casi inmediatamente pequeñas burbujas de gas hidrógeno que ascienden por el agua. Las burbujas se recogen y se conducen a través de tubos hasta un recipiente de almacenamiento, donde la cantidad de gas producida se puede monitorizar en tiempo real.

Cuando una lámpara, simulando la luz solar, es enfocada hacia el vaso de precipitados que contiene agua con nanopartículas del nuevo tipo esparcidas en ella, casi inmediatamente pequeñas burbujas de gas hidrógeno comienzan a elevarse a través del agua. Luego, el gas se conduce a través de tubos hasta un contenedor de almacenamiento de hidrógeno, donde se puede leer en tiempo real la cantidad de hidrógeno producido. (Foto: Chalmers University of Technology / Mia Halleröd Palmgren)

Con tan solo un gramo de dichas nanopartículas, es posible producir 30 litros de hidrógeno en una hora.

Además, este plástico conductor de electricidad se puede fabricar sin el uso de productos químicos nocivos y a un coste económico rentable.

Holmes, Wang y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo método de producción de hidrógeno en la revista académica Advanced Materials, bajo el título “Highly Efficient Platinum-Free Photocatalytic Hydrogen Evolution From Low-cost Conjugated Polymer Nanoparticles”. (Fuente: NCYT de Amazings)