Científicos han diseñado teóricamente un nuevo material que podría ayudar a abastecer al mundo con energía limpia al convertir el agua en combustible, utilizando sólo el poder del sol.
Químicos de la Universidad de Reading dicen que un nuevo catalizador, que imita la forma en que las plantas absorben la energía del sol, podría hacer el trabajo de de dividir el agua en hidrógeno y oxígeno de manera relativamente fácil.
Así como potencialmente capaz de producir hidrógeno para células de combustible, el nuevo material complejo también se podría utilizar para convertir el dióxido de carbono del aire en un combustible a base de carbono, tal como metanol.
UN SANTO GRIAL
Ricardo Grau-Crespo, del Departamento de Química de la Universidad de Reading, dirigió el equipo que realizó el descubrimiento. "Encontrar un material que puede ayudar a crear combustibles fácilmente disponibles es uno de los santos griales de la ciencia", dijo.
"Aunque todavía nos queda un largo camino por recorrer, nuestros nuevos hallazgos podrían ser un importante paso adelante en la búsqueda de combustibles más baratos, respetuosos con el ambiente, para alimentar el futuro".
La división de agua en hidrógeno y oxígeno es un proceso de alto consumo energético, que actualmente requiere mucha más energía eléctirca del combustible utilizable resultante.
Para hacer el proceso más eficiente, los científicos utilizan un fotocatalizador - un material que absorbe la luz del sol y la utiliza para excitar electrones a niveles de energía más altos. Estos electrones excitados, y los vacíos que dejan atrás, son entonces capaces de impulsar las dos medias reacciones necesarias para dividir el agua en oxígeno e hidrógeno.
Por desgracia, la búsqueda de un buen fotocatalizador es complicada, ya que sus propiedades tienen que ser muy precisas para permitir que la reacción tenga lugar. Uno de los mejores materiales disponibles como fotocatalizador, el óxido de titanio, es demasiado ineficiente para producir más que una pequeña cantidad de hidrógeno, ya que sólo puede absorber energía de la luz ultravioleta.
El equipo de Reading realizó simulaciones de superordenadores para evaluar muchos candidatos diferentes como posibles fotocatalizadores para reacciones de producción de combustible.
En la nueva investigación, publicada en Journal of Materials Chemistry A, se encontraron con que algunos armazones organometálicos, que combinan átomos metálicos y moléculas orgánicas, exhiben la estructura electrónica ideal requerida para catalizar estas reacciones.
Grau-Crespo dijo: "Nuestra investigación se inspira en la naturaleza, como la porfirina se relaciona con las clorofilas, los pigmentos verdes que permiten a las plantas convertir la luz solar en energía química.
"El desafío ahora es incorporar estos catalizadores naturales maravillosos en materiales capaces de hacer el trabajo químico específico que necesitamos. Si podemos hacer esto, podría dar lugar a la conversión de alta eficiencia de la energía solar en energía química, proporcionando un lugar limpio, almacenable y fuente transferible de energía".
