Texto publicado por Miguel de Portugalete

Química.
Un dispositivo orgánico obtiene hidrógeno con agua y luz solar.

El hidrógeno presenta un gran potencial como combustible, por lo que los
avances en su obtención son claves en el campo de las energías alternativas.
En este contexto, investigadores del grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y
Optoelectrónicos de la Universidad Jaume I, en España, han desarrollado un
dispositivo orgánico que permite reducir el agua a hidrógeno a partir
únicamente de luz solar.
Los materiales orgánicos ofrecen mayor eficiencia y versatilidad a un menor
coste que los inorgánicos utilizados hasta la fecha en este tipo de
dispositivos, pero presentan problemas de estabilidad en contacto con un
medio acuoso. El trabajo publicado en The Journal of Phisical Chemistry y
enmarcado en el proyecto europeo PHOCS, logra una estabilidad excepcional en
este tipo de dispositivos y, según sus autores, supone un importante avance
en la obtención de combustibles solares a partir de materiales orgánicos.
Sixto Giménez, coordinador de la investigación, destaca que a través de este
sistema "se ha conseguido la producción de hidrógeno durante tres horas, lo
que demuestra una estabilidad de los materiales orgánicos que no se había
alcanzado hasta ahora". Los dispositivos fotovoltaicos orgánicos se corroen
en agua y se estropean con mucha facilidad.
"Nuestra estrategia ha sido poner una barrera física entre la parte
fotovoltaica y el catalizador que realiza la reacción de generación de
hidrógeno. Para ello hemos depositado capas compactas con material de óxido
de titanio nanométrico que no solamente actúa de barrera entre el agua y la
parte fotovoltaica, sino que además comunica eléctricamente la parte
fotovoltaica y el catalizador de platino. Utilizando esa estrategia
conseguimos aumentar enormemente la estabilidad manteniendo las prestaciones
de este tipo de dispositivos", explica el investigador Antonio Guerrero.
La obtención de combustibles solares como el hidrógeno a partir de agua y
luz solar es una estrategia dirigida a solucionar el problema energético a
nivel global. "Podemos disponer de unos recursos totalmente renovables, como
la luz del sol y el agua, para obtener un vehículo energético como el
hidrógeno. Además, el hidrógeno es un compuesto químico con un sinfín de
aplicaciones en el ámbito industrial como la generación de fertilizantes, la
síntesis de compuestos hidrogenados, etc.", resalta Giménez.
La investigación se ha desarrollado en el marco del proyecto Photogenerated
Hydrogen by Organic Catalytic Systemscto (PHOCS), financiado a través del
VII Programa Marco de la Unión Europea, que tiene como objetivo el
desarrollo de nuevos dispositivos basados en materiales orgánicos
semiconductores para llevar a cabo la foto-descomposición del agua
conduciendo a la generación de hidrógeno de forma eficiente. Se busca así
optimizar el uso de materiales más baratos y sostenibles para la obtención
de hidrógeno.
Investigadores de la UJI participa en el proyecto europeo PHOCS. (Foto: UJI)
Uno de los principales retos del proyecto que finalizará el próximo mes de
noviembre, tras tres años de trabajo, es demostrar que los materiales
orgánicos (plásticos), pueden emplearse para la generación
fotoelectroquímica de hidrógeno, objetivo que ya ha sido alcanzado. Giménez
explica que "el hidrógeno se puede utilizar igual que la gasolina debido a
su gran potencial energético, energía que se puede transformar en
electricidad, en energía mecánica, etc.".
El uso de estos combustibles solares "permitirá que en un futuro cercano
vayas a una estación de servicio y en vez de repostar con gasolina, un
derivado del petróleo, puedas repostar hidrógeno para transformarlo en
electricidad mediante una célula de combustible y de ahí en energía
mecánica, siendo el agua el único producto de desecho", explica el
investigador.
De esta manera, esta investigación contribuye a la transición del modelo
energético actual, basado en combustibles fósiles, a un modelo sostenible y
respetuoso con el medio ambiente centrado en el aprovechamiento de la
energía solar. Esta transición será posible gracias al desarrollo de nuevos
materiales semiconductores.
Los modelos energéticos basados en el hidrógeno (economía del hidrógeno)
constituyen una prioridad en los programas de desarrollo tecnológico de las
primeras economías mundiales como EEUU, la Unión Europea y Japón. El
proyecto PHOCS está coordinado por la doctora Maria Rosa Antognazza,
investigadora del Center for Nano Science and Technology Milano, y cuenta
con la participación de siete socios de cinco países, entre los que se
encuentran centros de investigación y Universidades públicas como la Jaume
I, además de la compañía petrolífera italiana ENI.
La aportación al proyecto PHOCS del equipo de investigación dirigido en la
UJI por Sixto Giménez ha sido la de tratar de comprender cuáles son los
mecanismos fisicoquímicos que son responsables del funcionamiento de este
tipo de dispositivos, para lo que se han utilizado diferentes técnicas
desarrolladas en los laboratorios del grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y
Optoelectrónicos. Además, desde el grupo de la UJI se ha desarrollado una
propuesta propia de dispositivo orgánico que destaca por el nivel de
estabilidad alcanzado. "Ahora el siguiente paso será continuar trabajando en
mejorar la eficiencia de este dispositivo, especialmente por lo que respecta
a los rendimientos de conversión energética", explica Giménez. (Fuente:
UCC+i Universitat Jaume I)