Combustibles de energía solar

Un equipo de investigación del INRS está desarrollando una solución prometedora que podría mejorar la conversión de la energía solar en combustible, lo que representaría un importante hito en el avance hacia un mudo sostenible basado en energías renovables.

El Sol da para mucho

La energía solar es la que se obtiene mediante la captación utilizando diferentes medios, de la energía que irradia el Sol, la estrella más cercana a nuestro planeta. Su incidencia durante una hora diaria sobre un punto determinado, podría servir para proveer de electricidad a una gran parte del planeta, pero hasta ahora sigue teniendo varias dificultades.

La primera es que la cantidad de energía solar que llega a la Tierra es muy variable, por lo que las áreas que se encuentran más cercanas al Ecuador son las que reciben mayor cantidad de rayos solares. La otra gran desventaja es que solo puede aprovecharse durante el día, lo que limita la cantidad de horas productivas.

La solución podrían ser unas baterías, pero aún no se ha conseguido desarrollar sistemas y materiales que resulten no solo eficaces, sino, por encima de todo, económicamente viables, aunque los científicos siguen buscando soluciones, puesto que la cantidad de energía que se desaprovecha es tan enorme, que vale la pena buscar todas las alternativas posibles de aprovechamiento.

Una utopía hecha realidad

El combustible solar es una sustancia que permitirá almacenar y transportar energía solar superando la variabilidad de este recurso renovable y el inconveniente de su intermitencia. Sin embargo, la conversión de la energía limpia que se capta directamente del Sol en combustible tiene ciertos límites.

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Un equipo perteneciente al Instituto Nacional de Investigación Científica (INRS), liderado por el profesor Dongling Ma y que ha contado con la inestimable colaboración con los profesores Mohamed Chaker y Aycan Yurtsever ha conseguido desarrollar una solución que aparentemente sería muy prometedora. Los resultados de la misma han sido recientemente publicados en la revista Nature Communications .

Convertir energía en combustible es una de las aplicaciones más prometedoras e innovadoras de las redes metal-orgánicas, más conocidas como MOF. Esta clase de polímeros cristalinos pueden absorber fotones de la luz solar, que luego se podrían emplear en diferentes tecnologías.

La energía fotónica separa un electrón que tiene carga negativa, de su hueco con carga positiva). Si estas dos cargas se recombinan antes de ser partícipes de las reacciones de oxidación y reducción se pierde energía, lo que baja el rendimiento fotocatalítico total del sistema. En cambio, una rápida recombinación de portadores de carga en estas redes es fundamental, ya que es la limitación más importante para su aplicación foto catalítica.

Ventajosas homouniones

Según el profesor Dongling Ma, las homouniones serían capaces de superar esta limitación inherente a su naturaleza, ya que, al estar hechas de semiconductores de composición similar, dichas homouniones atraen cada vez más la atención de los científicos, gracias a su enorme capacidad de promover la separación de carga.

Dongling Ma es el responsable científico del Laboratorio de Química de Nanomateriales y de Caracterizaciones Ópticas Avanzadas y explicó que han sido los primeros que lograron sintetizar homouniones MOF y aclaró que, la separación de carga mejorada da como resultado un combustible de muy alta estabilidad y eficiencia.

Para alcanzar estos resultados el equipo de profesores ha tenido que desarrollar una ruta sintética más fácil. Para ello utilizaron nanocubos huecos fabricados de oro y de plata, dentro de los cuales indujeron en un solo paso la conformación de las MOF. La homounión MOF está compuesta por dos nanoplacas MOF concéntricas y de tamaño uniforme, que se apilan con la misma orientación.

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