Científicos del Research Institute for Electronic Science de la Universidad de Hokkaido han creado lo que ellos llaman un «sándwich dorado», un fotoelectrodo que captura el 85% de la luz solar que se usa para dividir el agua y así fabricar hidrógeno. Sí, esto es experimental, y no, aún no ha llegado a la producción comercial. Pero piensa por un minuto lo que eso podría significar para las energías renovables.
Este gran avance de la Universidad de Hokkaido aumenta la producción de energía renovable, ya que es 11 veces más eficiente que los sistemas actuales. Por supuesto, no sabemos el precio de las versiones comerciales de esta tecnología, pero imagínate obtener 11 veces más energía limpia de un fotoelectrodo.
¿Cuál es el secreto del sándwich dorado? Una película de dióxido de titanio de sólo 30 nanómetros de espesor con una película de oro de 100 nanómetros de espesor en un lado y nanopartículas de oro en el otro. Cuando la luz del sol golpea el lado de la nanopartícula, la película de oro de abajo actúa como un espejo que atrapa la luz en la cavidad entre las dos capas de oro. Esto ayuda a las nanopartículas a absorber más luz disponible, lo que es crucial para este factor de conversión de energía sorprendentemente alto.
En un artículo que habla sobre este descubrimiento publicado por Nature Nanotechnology, los investigadores dicen que las nanopartículas de oro exhiben un fenómeno conocido como resonancia de plasmones localizados, que absorbe una cierta longitud de onda de luz.
«Nuestro fotoelectrodo creó con éxito una nueva condición en la que el plasmón y la luz visible atrapados en la capa de óxido de titanio interactúan fuertemente, permitiendo que la luz con una amplia gama de longitudes de onda sea absorbida por las nanopartículas de oro«, dice Hiroaki Misawa, autor principal del estudio. «La eficiencia de la conversión de la energía luminosa es 11 veces mayor que la de aquellos que no tienen funciones de atrapar la luz.«
El hidrógeno puede convertirse en un actor importante para la energía limpia del futuro, pero la mayor parte del hidrógeno comercialmente disponible hoy en día se deriva del gas natural transformado, que a su vez es un producto del fracking. El hidrógeno, siempre que dependa de la extracción de gas natural por medios no naturales, es una fuente de energía que no podemos considerar limpia.
Los investigadores concluyen su informe diciendo: «Usando cantidades muy pequeñas de material, este fotoelectrodo permite una conversión eficiente de la luz solar en energía renovable, contribuyendo a una sociedad más sostenible«.
Esperemos que este tipo de tecnologías se puedan llevar pronto a la producción a gran escala, ya que nuestro planeta lo necesita.
Más información: global.hokudai.ac.jp
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