Muchos se preguntarán cual es la importancia de separar o dividir el agua de forma química, o con luz en este caso, pero para aquellos que no lo sepan, si se logra concretar, se podría, por ejemplo, hacer andar un auto con ello. ¿Cómo es posible?, lo explicamos a continuación.
El agua es hidrógeno totalmente oxidado. El hidrógeno es en sí una sustancia inflamable de gran energía, pero su energía útil se libera cuando se genera el agua: el agua no se puede quemar. El proceso de electrólisis, analizado más adelante, podría dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, pero se necesita más energía para desarmar una molécula de agua que la energía que se libera cuando el hidrógeno se oxida al formar agua. De hecho, al convertir agua en hidrógeno (para luego quemarlo) se perdería gran parte de la energía, porque en las conversiones siempre se produce calor.
Jiming Bao, autor principal del artículo expuesto en la revista Nature Nanotechnology y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática en la Universidad de Houston (UH), descubrió un nuevo fotocatalizador y demostró el potencial de la nanotecnología en la ingeniería de la propiedad de un material, el uso de nanopartículas de óxido de cobalto para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Aunque recalco que aún queda trabajo por hacer.
“Los experimentos de reparto de agua fotocatalíticas se han probado desde 1970, pero éste fue el primero en utilizar el óxido de cobalto y el primero en utilizar el agua neutral con luz visible a una alta eficiencia de conversión de energía sin co-catalizadores o productos químicos de sacrificio”, comentó Bao.
Explicando un poco como se desarrolló, primero se dispusieron las nanopartículas de 2 maneras: utilizando ablación con láser de femtosegundo y a través de la molienda con bola metánica. A pesar de algunas diferencias, trabajaron a la par en este caso y se utilizaron diferentes tipos de luz, desde un láser de luz blanca que simula el espectro solar, que trabaja igual como si fuera luz de sol natural. Al añadir las nanopartículas y la luz, el agua se separa en hidrógeno y oxigeno casi inmediatamente, produciendo el doble de hidrógeno como el oxigeno.
El experimento tiene potencial como una fuente de combustible renovable, pero a una tasa de eficiencia-solar-hidrógeno de alrededor de 5%, la tasa de conversión es todavía demasiado bajo para ser comercialmente viable. Bao sugiere una tasa de eficiencia más factible sería de alrededor de 10%, lo que significa que 10% de la energía solar incidente se convierte en energía química de hidrógeno por el proceso.
Aún debe seguir investigándose más extensamente, además de ver la reducción de costes y la ampliación de la vida útil de las nano partículas de oxido de cobalto, que los investigadores encontraron que se degradaba luego de una hora de reacción, según las palabras de Bao “Se degrada muy rápidamente”.
El trabajo, financiado por la Fundación Welch, dará lugar a futuras investigaciones, dijo, incluida la cuestión de por qué las nanopartículas de óxido de cobalto tienen una vida tan corta.
Fuente: Obtienen hidrógeno del agua con luz y nanopartículas
