Ingeniería

Célula que descompone el agua por medio de la luz solar para producir hidrógeno

(NC&T) El grupo está desarrollando nuevas metodologías para la síntesis de películas nanoestructuradas con propiedades optoelectrónicas superiores. Uno de los sistemas, que intercala tres películas semiconductoras en una estructura compacta nanométrica, es más pequeño, más eficaz y más estable que los dispositivos fotocatalíticos actuales que requieren de múltiples pasos y pueden necesitar bastantes horas para completarse.

El descubrimiento proporciona una opción nueva, económica y eficiente para la producción de hidrógeno y se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones.

El proceso ha sido desarrollado recientemente por Pratim Biswas y Elijah Thimsen, y lo han demostrado sintetizando diversas películas de óxidos semiconductores en un ciclo de un solo paso. Está basado en un reactivo simple y barato.

Al poner estas películas en agua, promueven algunas reacciones que dividen ésta en hidrógeno y oxígeno. Es posible utilizar cualquier material en forma de óxido, como el dióxido de titanio, el óxido de tungsteno o el óxido de hierro, en nanoestructuras intercaladas que al unirse forman estructuras muy compactas. El método es directo y requiere sólo unos minutos de trabajo de fabricación. Más importante aún: se puede incrementar su escala para producir estructuras más grandes, con costos aceptables, y siguiendo procesos que funcionan a presión atmosférica normal.

Producir hidrógeno del agua
Pratim Biswas. (Foto: David Kilper/WUSTL)
El equipo está explorando la posible creación de bionanoestructuras híbridas que mejorarán la eficiencia de la absorción de la luz en un rango más amplio de longitudes de onda. Se están empleando técnicas de electrospray y otros aerosoles para crear estas películas híbridas.

Algunos miembros de la facultad, catorce hasta ahora, que se espera se dupliquen en los próximos cinco o diez años, trabajan en la ambiciosa Iniciativa para la BioEnergía, un programa de la universidad dirigido al desarrollo de tecnologías para la producción de la próxima generación de biocombustibles. La meta es no sólo facilitar el desarrollo de procesos para la producción de grandes volúmenes de combustibles líquidos, sino también lograrlo a bajos costos, y de forma medioambientalmente amistosa, no sólo durante la producción, sino también durante su uso en condiciones reales.


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