Una nueva investigación podría ser el primer paso hacia el hidrógeno, de día y de noche

Una nueva investigación podría ser el primer paso hacia el hidrógeno, de día y de noche

La palabra

Hay un desfase entre el momento en que la gente quiere usar electricidad y el momento en que la energía solar tiende a producirla. La mayoría de las veces, las personas usan electricidad por la noche o temprano en la mañana, cuando el sol no está alto.

“Hay un lapso de tiempo entre la llegada de la radiación solar a la Tierra y el momento en que realmente se necesita energía”, dijo a Ars el investigador de la Universidad de Ulm, Carsten Streb. “Por regla general, la demanda de energía, al menos en Alemania, es más alta por la mañana y por la tarde. Todos encienden sus dispositivos. Pero obviamente, la irradiación es más fuerte al mediodía.

Una opción para lidiar con este desajuste es usar energía solar para producir hidrógeno, que luego se puede usar más tarde. Pero mantener el hidrógeno a mano para su uso posterior puede ser un desafío. Como dijo Streb a Ars, «Uno de los grandes problemas que tenemos con el hidrógeno es el almacenamiento».

En teoría, podría desacoplar la producción de hidrógeno de la luz solar mediante el uso de paneles solares para cargar una batería que alimenta un electrolizador cuando se necesita hidrógeno. Pero eso tiene sus propios problemas. “En cada etapa de la conversión de energía, tienes pérdidas. Este proceso, si bien es factible, no es eficiente”, dijo.

Disfrutar del sol

Sin embargo, Streb y un equipo multidisciplinario de investigadores han producido una nueva molécula que podría usarse para permitir que se produzca hidrógeno a partir de la energía solar bajo demanda, incluso cuando no hay sol. Han desarrollado una díada fotosensibilizador-polioxometalato que absorbe la luz y almacena la carga, luego puede usar esa carga para producir hidrógeno cuando se activa para hacerlo.

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En resumen, enciendes una luz sobre la solución que contiene la molécula y esperas a que se cargue. Streb notó que la solución cambia de azul claro a azul oscuro como la tinta en presencia de luz. Cuando desee desencadenar la liberación de hidrógeno, todo lo que necesita hacer es agregar un ácido, como el ácido sulfúrico que usaron Streb y su equipo.

El hidrógeno liberado se puede utilizar para producir electricidad. Streb dijo que el trabajo previo en esta área ha producido compuestos que pueden contener electrones durante períodos cortos de tiempo, a veces solo fracciones de segundo. Sin embargo, el que hizo él y su equipo puede almacenarlos durante horas o incluso días: la vida media es de alrededor de 40 horas.

En teoría, esta molécula podría usarse casi como un combustible líquido para producir hidrógeno en cualquier momento del día para un vehículo de hidrógeno, dijo. Streb señaló, sin embargo, que la investigación no cubre cómo reciclar la molécula. La molécula se puede cargar y descargar varias veces, pero se produce cierto nivel de degradación. Streb anotó que este es un problema que también está experimentando otra investigación similar.

«Con toda honestidad, no es inesperado», dijo. “Estos son compuestos fotosensibles que usamos. Por norma general, cuando las enciendes mucho, tienden a separarse. Es algo en lo que estamos trabajando ahora mismo. »

Sin embargo, todavía es demasiado pronto para decir qué tan útil podría ser esta molécula. Más allá de los problemas de reciclabilidad, el rutenio, el elemento utilizado en la molécula, es bastante caro. Sin embargo, la investigación es una forma interesante de sortear algunos de los problemas técnicos que enfrenta el hidrógeno.

Nature Chemistry, 2022. DOI: 1038/s41557-021-00850-8 (Acerca de los DOI)

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