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Química
Célula Solar Que Descompone Directamente el Agua
En Hidrógeno y Oxígeno
4 de
Abril de 2008.
 Las
plantas, los árboles y las algas lo hacen. Incluso algunas bacterias y
musgos también. Pero los científicos han tenido que dedicar muchos
esfuerzos para desarrollar métodos que permitan convertir la luz del Sol
en un combustible útil. Ahora, unos investigadores de la Universidad
Estatal de Pensilvania han desarrollado un dispositivo que puede
descomponer el agua y producir hidrógeno recuperable.
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El prototipo actual de este dispositivo sólo es la prueba del concepto y
por consiguiente resulta poco eficiente. Pero finalmente, se podrían
conseguir sistemas catalizadores con una eficiencia de conversión solar
de entre un 10 y un 15 por ciento. Si esto pudiera lograrse, la
fotólisis del agua proporcionaría una fuente limpia de combustible de
hidrógeno a partir del agua y la luz solar.
Aunque ahora las células solares pueden producir electricidad a partir
de la luz visible con eficiencias mayores que el 10 por ciento, las
células solares de hidrógeno, como las desarrolladas por Craig Grimes,
profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad Estatal de
Pensilvania, han estado limitadas por la pobre respuesta espectral de
los semiconductores utilizados. En principio, los absorbentes
moleculares de la luz pueden utilizar una mayor parte del espectro
visible en un proceso que imita a la fotosíntesis natural. La
fotosíntesis utiliza la clorofila y otras moléculas para absorber luz
visible.
Hasta ahora, los experimentos con moléculas naturales y sintéticas de
ese tipo han producido hidrógeno u oxígeno utilizando productos químicos
consumidos en el proceso, pero todavía no han dado lugar a un proceso
continuo. Generalmente esos procesos también costarían más que la
descomposición del agua por medio de la electricidad. Una razón para
esta dificultad es que una vez producidos, el hidrógeno y el oxígeno se
recombinan fácilmente.
Thomas E. Mallouk, profesor de Física y Química de los Materiales, y W.
Justin Youngblood, ambos de la Universidad Estatal de Pensilvania, junto
con colaboradores de la Universidad Estatal de Arizona, han desarrollado
un sistema catalizador que, combinado con un tinte, puede imitar la
transferencia de electrones y los procesos de oxidación del agua que se
producen en los vegetales durante la fotosíntesis.
La clave de su proceso es un diminuto complejo de moléculas con un
catalizador central de moléculas de óxido de iridio rodeadas por
moléculas de tinte rojo-anaranjado. Estos racimos son de aproximadamente
2 nanómetros de diámetro, con el catalizador y componentes del tinte
siendo aproximadamente del mismo tamaño. Los investigadores escogieron
el tinte rojo-anaranjado porque absorbe la luz del Sol en la banda azul
que tiene la mayor energía. El tinte utilizado también se ha estudiado
meticulosamente en anteriores experimentos sobre fotosíntesis
artificial.
Información adicional en:
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