Una investigación sobre nanoalambres podría inaugurar una generación nueva de dispositivos portátiles que funcionen con combustible solar
Los combustibles solares, que son combustibles químicos sintéticos obtenidos mediante la luz solar para que tenga lugar la fotosíntesis, constituyen una alternativa renovable prometedora a los combustibles fósiles y, por tanto, podrían reducir las emisiones de carbono. Los investigadores del proyecto SOLARFUELS han creado un proceso nuevo con el que producir a escala nanoalambres alineados de carburo de silicio que, algún día, podrían utilizarse en el diseño de dispositivos portátiles que funcionen con energía solar y que hagan innecesarios los aparatosos paneles solares y las baterías. Los nanomateriales tienen una gran área de superficie, lo que favorece la eficiencia en la conversión energética. Por su parte, los semiconductores de nanoalambres de carburo de silicio ofrecen un rendimiento fotocatalítico eficiente a la luz visible. La alineación de los nanoalambres facilita controlar la capacidad de recolección de luz y es un paso crucial a la hora de diseñar dispositivos. «Los nanoalambres alineados de carburo de silicio que promueven la recolección de luz y la transferencia de electrones se pueden emplear para convertir energía solar», aseguró Jindui Hong, que recibió una beca Marie Skłodowska-Curie de dos años de duración para investigar en la Universidad de Oxford (Reino Unido). «Ahora hemos demostrado esa conversión. Es más, la hemos medido con una herramienta de diagnóstico in situ que también hemos creado nosotros, en los proyectos DEDIGROWTH y DEVICE, financiados con fondos europeos —señaló la coordinadora del proyecto SOLARFUELS, Nicole Grobert, catedrática de Nanomateriales en Oxford—. Medimos la masa de las moléculas que se liberan, que antes solo se había previsto en teoría en relación con la conversión de carburo de silicio y nanotubo de carbono. Han sido los primeros experimentos dedicados a examinar la reacción de conversión in situ con el fin de entender cómo se forman estos nanoalambres». «Al modificar las propiedades químicas de los nanotubos de carbono y crear nanoalambres de carburo de silicio, controlamos la banda prohibida, que no siempre se tiene en el caso de los nanotubos de carbono convencionales con paredes múltiples», explicó en alusión a las múltiples capas de carbono enrolladas de sus anteriores investigaciones, que poseen propiedades diferentes. Ampliar la escala El principal impedimento para utilizar nanomateriales en aplicaciones industriales estriba en poder fabricar a gran escala sin alterar las propiedades del material. La mayor parte de la investigación sobre la fotosíntesis empleando nanomateriales se basa en la observación experimental de unas pocas moléculas o miligramos inapreciables a simple vista. El laboratorio de la Universidad de Oxford ya está listo para producir nanotubos de carbono alineados en grandes cantidades, así que se utilizó una plantilla de nanotubos de carbono para producir los nanoalambres alineados de carburo de silicio. «Hemos obtenido una receta que nos permite crear nanoalambres de carburo de silicio a escala de gramos. Cuando los analizamos, constatamos que eran eficientes en la reacción fotocatalítica bajo luz visible —afirmó Grobert—. Ahora disponemos de nanomateriales suficientes para crear un dispositivo portátil y ligero que pueda utilizarse sobre la marcha». El diseño y la creación de un dispositivo de bolsillo será la labor de un nuevo proyecto. Dado que la luz solar es principalmente luz visible, «es una gran ventaja poder recolectar luz visible y convertirla en energía. Podemos, sencillamente, proyectar luz sobre algo frío y obviar la necesidad de transformadores y también el paso adicional de la generación de energía —apuntó Grobert—. En un proceso que necesite energía, se puede canalizar la luz solar directamente a la aplicación». Depuración de agua Pese a que el objetivo inicial del proyecto era utilizar nanomateriales para conversión de energía, los investigadores descubrieron que los nanoalambres de carburo de silicio reducen la contaminación del agua bajo la luz visible en un período de tiempo muy breve. «Degrada activamente los contaminantes presentes en el agua y puede funcionar tanto con luz visible como con luz ultravioleta», aseguró Hong.
Palabras clave
SOLARFUELS, energía, energías renovables, energía solar, combustible solar, nanoalambres, nanotecnología, materiales, tecnología de baterías, DEDIGROWTH, DEVICE
