Dicen que el dispositivo, que utiliza luz y agua para producir un combustible limpio de hidrógeno, podría dar paso a una versión comercialmente viable en un futuro próximo.
La tecnología utiliza la energía del Sol para descomponer el agua y producir hidrógeno para el almacenamiento de energía solar o para su uso como combustible. Un material fotovoltaico captura fotones y genera electrones, que son enviados a unos catalizadores químicos para descomponer el agua. Nate Lewis, un profesor de químicas del Instituto de Tecnología de Califo ia, lidera esta nueva investigación.
Para que la tecnología resulte comercialmente viable, el sistema, que está inspirado en la fotosíntesis de plantas, debe ser eficiente, estable, barato y seguro, explica. Algunas demostraciones previas de tecnologías de hojas artificiales han demostrado una eficiencia impresionante pero no han sido estables, dice. "Nada se acerca, en términos de eficiencia y estabilidad y seguridad todo a la vez, a lo que hemos hecho aquí", afirma Lewis.
Varios grupos están desarrollando tecnologías de hoja artificial y utilizan varios enfoques distintos. El premio es una tecnología que sería mejor que la solar porque su producto es un combustible fácil de almacenar en lugar de una electricidad intermitente. Pero la consecución de la fotosíntesis artificial representa un importante reto técnico que requiere que múltiples materiales y catalizadores distintos trabajen juntos.
La clave de la estabilidad aumentada es un producto químico llamado dióxido de titanio, que los investigadores emplearon para proteger los materiales fotovoltaicos de la corrosión que se produce debido a la reacción química que produce el oxígeno. Aplicaron una fina capa del dióxido de titanio, mediante un proceso ya empleado por la industria de semiconductores. El material protector es compatible con una membrana que desarrolló el grupo para evitar que el oxígeno y el gas de hidrógeno se mezclen, algo que supone un riesgo de explosión. También es compatible con los catalizadores baratos que se emplean comercialmente y están hechos de materiales abundantes, según Lewis.
El sistema recién demostrado representa el logro de un proyecto de cinco años de duración del Centro Conjunto para la Fotosíntesis Artificial, que recibió 122 millones de dólares (unos 108 millones de euros) del Gobie o estadounidense en 2010 y pronto optará a una nueva financiación. El objetivo era demostrar la producción directa de combustible a partir del Sol con una eficiencia diez veces mayor que las plantas.
La tecnología todavía ha de abaratarse mucho más para poder competir con otras fuentes de combustible. Al final, Lewis imagina un sistema que pueda "desplegarse como un trozo de plástico" sobre una gran superficie. Lo que más importa ahora, dice, es demonstrar que conseguir una alta eficiencia de una manera segura y relativamente estable sea posible. "Trabajaremos para bajar costes cuando vayamos andando en vez de ir a gatas".