Un sistema innovador convierte la luz del sol en combustible
La energía solar es abundante en la naturaleza, pero uno de los obstáculos principales para aprovechar esta fuente de energía es que es intermitente. Para que una energía renovable se pueda utilizar a gran escala, es necesario disponer de formas eficientes y económicas de almacenar la energía solar. Uno de los métodos más sostenibles para almacenar la energía es convertir directamente agua en hidrógeno utilizando la luz del sol. A continuación, el hidrógeno se puede utilizar directamente como combustible o se puede procesar para obtener hidrocarburos líquidos. La descomposición de agua fotoelectroquímica (PEC), proceso mediante el cual se utiliza energía solar para descomponer moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, es una tecnología prometedora para aplicaciones de generación de hidrógeno. En el marco del proyecto PECDEMO (Photoelectrochemical demonstrator device for solar hydrogen generation), financiado por la Unión Europea, los investigadores lograron desarrollar con éxito un sistema de PEC para obtener hidrógeno a partir de energía solar. Este dispositivo de descomposición de agua mediante energía solar, escalable y de alta eficiencia, utiliza materiales disponibles en abundancia y la integración de las funciones de absorción de la luz y de electrolisis reduce los costes en el equilibrio del sistema (BOS). El análisis tecnoeconómico muestra que, en ciertas condiciones, este enfoque puede competir con los sistemas acoplados de electrolisis fotovoltaica. El nuevo dispositivo de tándem híbrido para descomposición de agua utiliza un fotoelectrodo estable a base de óxidos metálicos como absorbente superior y una celda solar de alta eficiencia como absorbente inferior. Se mejoró la estabilidad y durabilidad de los fotoelectrodos mediante la funcionalización con electrocatalizadores eficientes, la aplicación de capas de transporte selectivo y recubrimientos protectores, así como con la selección de soluciones de electrolitos y condiciones de funcionamiento adecuadas. A pesar del sistema innovador del proyecto, la tecnología de descomposición de agua solar basada en PEC está lejos de ser una solución viable comercialmente, principalmente porque las eficiencias de conversión a gran escala son modestas. Además, cumplir los tres requisitos (eficiencia, estabilidad y escalabilidad) en un solo sistema sigue siendo un gran desafío. A pesar de ello, PECDEMO amplió los límites para aplicaciones reales y realizó un trabajo pionero que ha ayudado a revelar y superar mecanismos de distintas limitaciones y ha allanado el camino de futuras soluciones basadas en PEC y celdas solares.
Palabras clave
Energía solar, hidrógeno, fotoelectroquímico, descomposición de agua, PECDEMO
