Desarrollar técnicas de fotosíntesis artificial es una de las prioridades de miles de científicos cada día, ya que sería una forma más barata de producir hidrógeno verde para su uso como medio de almacenamiento de energía.
La fotosíntesis utiliza una molécula conocida como cloroplasto, la cual contiene un pigmento llamado clorofila. La luz del sol es absorbido por la clorofila y es utilizada para separar los iones de hidrogeno del agua mediante un proceso conocido como fotólisis. Durante esta reacción, los iones de hidrogeno son liberados y los iones de oxígeno son liberados como dióxido de carbono. Esta reacción es crucial para la vida en la Tierra ya que es la base de la producción de oxígeno y la formación de glucosa.
Es decir, que con la fotosíntesis, le metemos agua y separa el hidrógeno de la molécula.
Zetian Mi, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de Michigan, acaba de publicar, junto con su equipo, un artículo en Nature sobre lo que consideran un gran salto en la fotosíntesis artificial.
Un nuevo dispositivo semiconductor fotocatalítico ha sido presentado para dividir el agua, que es capaz de utilizar un amplio espectro de luz solar, incluyendo el infrarrojo, para dividir el agua con una eficiencia de hasta el 9%. Esto representa una mejora de casi diez veces en comparación con otros dispositivos similares. Además, este dispositivo es pequeño y económico, siendo más de 100 veces menor que otros dispositivos similares y además su eficiencia mejora con el tiempo, no se degrada.
La tecnología recién desarrollada utiliza luz solar concentrada, una opción que no está disponible para muchos otros dispositivos de fotosíntesis artificial debido a que la luz de alta intensidad y las altas temperaturas suelen provocar su deterioro. Sin embargo, el semiconductor desarrollado por la Universidad de Michigan (UMich) hecho de nanoestructuras de nitruro de indio y galio que crecen sobre una superficie de silicio, no solo es resistente a la luz y el calor extremos, sino que su eficiencia en la producción de hidrógeno aumenta con el tiempo.
Cuando se utiliza agua del grifo, la eficiencia disminuye al 7%, pero aún así es muy alta y se mantiene constante con el agua del mar. Esto es una excelente noticia ya que podría obtener hidrógeno del agua del mar de manera económica.
Partes de la propiedad intelectual ya han sido licenciadas a las empresas derivadas de UMich, NS Nanotech y NX Fuels. Ahora están trabajando para que este hidrógeno verde sea competitivo en costos no solo contra el hidrógeno sucio producido con gas metano, sino también con los combustibles fósiles baratos.
Lo investigado se publica en la revista Nature.