Crean una tecnología solar que captura agua del aire para generar hidrógeno

El suelo español ya se prepara para instalar los paneles solares y aerogeneradores para conseguir separar las moléculas de oxígeno e hidrógeno del agua. Sin embargo, el líquido elemento es un bien escaso en la Península Ibérica, donde el pasado 2022 cerró como uno de los años más secos de la historia. Un impedimento que parecen, de momento, haber resuelto investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausanne (EPFL) en Suiza.

Su propuesta es simple, pero muy compleja. «Funciona como una hoja, recoge la luz y el agua presentes en la atmósfera», señalan los responsables del prototipo. «Para cada paso tuvimos que desarrollar nuevos procedimientos pero nuestro enfoque es siempre y fácil de escalar abrirá nuevos horizontes», añade Marina Caretti, autora del estudio.

La tecnología, que imita la fotosíntesis de las plantas, es capaz de capturar el agua presente en el aire y con la propia energía solar produce el deseado hidrógeno. «Las plantas recolectan CO2 y agua de su entorno y luego con la luz del sol convierten las moléculas en azúcares y almidón», explican los responsables de la investigación hecha pública en la revista Advanced Materials.

Ayudados por ingenieros de Toyota Europe, los investigadores de la EPFL han conseguido desarrollar electrodos de difusión de gas «transparentes y porosos», apuntan. Es aquí donde radica la verdadera innovación del proyecto, porque «así se permite que esta tecnología solar transforme el agua, presente en el aire en estado gaseoso, en hidrógeno», apostillan. «La luz del día es la forma más abundante de energía renovable y estamos trabajando para desarrollar formas económicamente viables de producir combustibles solares», revela Kevin Sivula, investigador del Laboratorio de Ingeniería Molecular de la Escuela Politécnica de Lausanne.

Para lograr esta fotosíntesis artificial, el equipo de la universidad suiza ha tenido que desarrollar un nuevo dispositivo de electrodos a través de fibras de cuarzo, recubiertas por película delgada transparente de óxido de estaño.

Una solución que da como resultado una oblea transparente, porosa y conductora, esencial «para maximizar el contacto con las moléculas de agua en el aire y dejar pasar los fotones», detallan los investigadores.

Para su funcionamiento, el equipo liderado por Caretti ha construido una cámara para proteger el dispositivo. Cuando el sistema se expone a la luz solar en condiciones húmedas, se produce hidrógeno gaseoso demostrando que se puede lograr el concepto de un electrodo de difusión de gas transparente para la producción de gas hidrógeno con energía solar.

Si bien, la eficiencia de conversión de energía solar a hidrógeno en su demostración, reconocen que «es modesta para este prototipo». Según los materiales utilizados, la máxima eficiencia teórica de conversión solar en hidrógeno de la oblea recubierta es del 12%, mientras que las células líquidas han demostrado una eficiencia de hasta el 19%.