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Investigadores diseñan un dispositivo híbrido fotocatalizador y generador de vapor solar para la división y purificación simultánea del agua

14 noviembre, 2023 1 comentario

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Investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una tecnología sostenible que podría ser crucial en entornos con recursos limitados o aislados. Este dispositivo solar flotante es capaz de transformar agua sucia o agua de mar en combustible de hidrógeno limpio y agua potable.

Impacto en la salud y acceso al agua potable

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la contaminación del aire interior causada por la cocción con combustibles ‘sucios’ provoca más de tres millones de muertes anuales. El uso de hidrógeno verde para cocinar podría reducir significativamente esta cifra. Además, 1.800 millones de personas en todo el mundo carecen de acceso a agua potable en sus hogares.

Cómo funciona este avance tecnológico

Este aparato, que no necesita electricidad externa, ha demostrado su eficiencia produciendo agua limpia a partir de aguas altamente contaminadas y hasta del río Cam en Cambridge. Inspirándose en la fotosíntesis, los investigadores han superado desafíos previos al lograr la purificación del agua y la producción de combustible solar en un solo dispositivo.

Desafíos y soluciones en la producción de hidrógeno y agua limpia

El proceso de división del agua, que produce hidrógeno y oxígeno, tradicionalmente requería agua pura para evitar contaminar el catalizador. Sin embargo, los científicos desarrollaron una técnica novedosa utilizando un fotocatalizador en una malla de carbono nanoestructurado, que absorbe luz y calor y genera el vapor de agua necesario para la producción de hidrógeno.

Este dispositivo usa un recubrimiento blanco que absorbe los rayos UV para producir hidrógeno, mientras que el resto del espectro solar se utiliza para vaporizar el agua. De esta manera, el dispositivo imita a una hoja real, utilizando de manera más eficiente la luz solar.

El equipo destaca la sencillez de diseño del dispositivo, que puede instalarse rápidamente y es eficaz con agua de diferentes fuentes. Su capacidad para tolerar contaminantes y su diseño flotante lo hacen adecuado para aguas turbias o fangosas, ofreciendo una solución versátil a los problemas globales de energía y agua.

a, Ilustración de la construcción del dispositivo y principios de funcionamiento de la lámina SVG-PC. UV, ultravioleta; Vis, visible; IR, infrarrojo; VB, banda de valencia; CB, banda de conducción.

b, c, Fotografías que muestran las vistas superior (b) y lateral (c) de una lámina de SVG-PC sujeta con pinzas (área fotoactiva de 1 × 1 cm2).

d, Montaje experimental para la producción de H2 consistente en la lámina de SVG-PC flotando sobre una materia prima turbia en un fotorreactor de arriba abajo bajo iluminación AM1. 5G.

e, Espectros de reflectancia difusa UV-visible del PC RhCrOx-Al:SrTiO3 y del sustrato SVG.

f, Diagrama esquemático del fotorreactor utilizado para demostrar la escisión de agua integrada y la producción de agua limpia. El reactor tiene unas dimensiones de 57 × 57 × 47 mm3 (anchura × profundidad × altura).

Más información: www.nature.com

Vía www.eurekalert.org

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Publicado en: Hidrógeno, Energía solar

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Comentarios

  1. Eng Luis Dapino dice

    19 noviembre, 2023 a las 14:05

    Excelente avance

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