Una hoja artificial aprovecha todo el potencial de la energía solar
La explotación sostenible de fuentes de energía renovable está allanando el camino a un futuro libre de combustibles fósiles. «A principios de los años ochenta del siglo pasado, nadie creía que los dispositivos fotovoltaicos llegarían a ser comercialmente viables», señala José Ramón Galán-Mascarós, coordinador del proyecto A-LEAF y profesor de investigación en el Instituto Catalán de Investigación Química (España). «Ahora, la energía solar es más barata que otras muchas fuentes de energía que alimentan la red eléctrica. Esto es el resultado de mucha investigación científica, por supuesto, pero también de haber podido ampliar la tecnología». A medida que se transforma en electricidad más energía renovable, el almacenamiento se ha convertido en una cuestión clave. «Si de verdad queremos dejar atrás los combustibles fósiles, no podemos confiar solo en las baterías para el almacenamiento de energía», explica Galán-Mascarós. «A escala de la industria pesada, por ejemplo, las baterías son sencillamente demasiado pesadas y no siempre son fiables».
Hojas artificiales
Una solución a este desafío es transformar la electricidad obtenida de fuentes renovables en combustible «verde» con cero emisiones netas de carbono. Esto brindaría una forma eficiente y respetuosa con el medio ambiente de almacenar el exceso de energía solar cuando hace mucho sol, por ejemplo, y podría ayudar a sustituir los combustibles fósiles. No obstante, para poder hacerse, la tecnología debe demostrar ser tanto fiable como ampliable. Este era el objetivo del proyecto A-LEAF, que buscaba desarrollar un dispositivo imitador de la fotosíntesis que produjera productos químicos y combustibles solares. El prototipo terminado, que se parece a una lata de refresco, absorbe la luz solar como las hojas de una planta. Al añadir agua y dióxido de carbono, produce formiato —que puede usarse como combustible solar— y oxígeno. «Este proyecto fue complicado desde un punto de vista científico, porque no utilizamos necesariamente los mejores materiales posibles para construir nuestro dispositivo», añade Galán-Mascarós. «Podríamos haber utilizado materiales poco comunes que quizás habrían sido más efectivos, pero, entonces, habría sido difícil presentarlo como una solución sostenible que puede transformar la sociedad». El proyecto combinó la especialización científica de múltiples ámbitos con conocimientos de la industria. Todos los participantes compartían el objetivo de profundizar en la energía renovable. Según Galán-Mascarós: «Todos sabíamos que debíamos desarrollar una hoja artificial que funcionara y fuera rentable y sostenible. No podemos centrarnos solo en la ciencia si queremos avanzar hacia una economía libre de combustibles fósiles».
Un futuro descarbonizado
Tras haber demostrado la viabilidad de la tecnología, el siguiente paso es atraer a más socios de la industria y ampliar el proceso. «Hemos probado que esta tecnología funciona sin tener que basarse en materias primas fundamentales y caras», comenta Galán-Mascarós. La pregunta ahora no es si la eficiencia puede mejorarse en un 10 o un 15 %, sino si la producción puede ampliarse de, digamos, 50 mg de combustible por hora a 50 kg por hora. «Tenemos que producir cantidades que interesen a la industria», añade Galán-Mascarós. El proyecto también ha inventado algunas técnicas científicas y herramientas informáticas que podrían ayudar a los científicos a investigar el rendimiento de materiales en condiciones estrictas a resolución nanométrica. Sin embargo, Galán-Mascarós subraya que el impacto principal será la contribución del proyecto a la transición a unos combustibles renovables. Y destaca: «Se ha formado en combustibles solares a una nueva generación de investigadores y técnicos. Nuestra contribución más relevante ha sido aumentar el conocimiento y la concienciación sobre la importancia y el potencial de este campo. Esperamos que A-LEAF haya tenido un papel, aunque sea pequeño, en el camino hacia un futuro descarbonizado».
Palabras clave
A-LEAF, solar, fotosíntesis, energía, electricidad, combustible, descarbonizado, renovable