La colaboración entre investigadores de la Universidad de Kentucky y la Universidad de Louisville ha dado como fruto el diseño de esta aleación, compuesta por nitruro de galio y un dos por ciento de antimonio. Cuando la luz solar incide sobre la aleación, sumergida, esta funciona a modo de catalizador de una reacción en la que las moléculas de hidrógeno y oxígeno se separan. El hidrógeno, una vez aislado, puede ser almacenado para su posterior uso. Este avance supone una alternativa sencilla y económica para llevar a cabo la descomposición fotoelectroquímica del agua, ya que este catalizador puede utilizarse de forma indefinida y está compuesto por materiales simples y de bajo coste.
Madhu Menon, uno de los responsables del proyecto, explica lo novedoso de su propuesta: «decidimos ir en contra de lo convencional y empezar con algunos materiales fáciles de producir«. Los científicos responsables de esta aleación siguen trabajando para concretar la producción de esta, con el objetivo de llevar a la práctica las cualidades que en la teoría ha prometido.
La obtención de hidrógeno de forma eficiente se presenta como fundamental para el desarrollo de energías renovables, y la reducción de las emisiones de CO2 que hasta ahora estaban asociadas a la obtención de este gas. El hidrógeno obtenido con este proceso podría utilizarse en la generación de electricidad, quemándolo para producir calor o en motores de combustión interna de vehículos.
Otros avances recientes en la producción de hidrógeno
Desde el estudio antes mencionado, realizado en 2011, la producción de hidrógeno mediante la energía solar ha experimentado un notable progreso, abriendo nuevas vías para la energía sostenible y limpia.
- Tecnologías de Fotoelectroquímica Mejoradas: Se han desarrollado catalizadores y semiconductores más eficientes y económicos para la descomposición fotoelectroquímica del agua, incrementando la eficiencia y reduciendo los costos.
- Integración con Energías Renovables: La combinación de tecnologías solares con otras fuentes renovables, como la eólica, ha permitido una producción más constante y fiable de hidrógeno, mitigando los desafíos asociados con la intermitencia solar.
- Escala Industrial y Comercialización: Varios proyectos a gran escala han demostrado la viabilidad comercial de la producción de hidrógeno solar, impulsando su adopción en la industria y en el transporte.
- Inversiones y Apoyo Gubernamental: Muchos países han reconocido el potencial del hidrógeno solar como una parte clave de sus estrategias de energía limpia, invirtiendo en investigación, desarrollo y subsidios para facilitar la adopción comercial.
- Colaboración Internacional: La colaboración entre universidades, institutos de investigación y la industria ha acelerado el desarrollo de tecnologías y aplicaciones innovadoras en este campo.
- Avances en Almacenamiento y Distribución: Se han hecho mejoras en la eficiencia y la seguridad en el almacenamiento y la distribución del hidrógeno, permitiendo una integración más eficaz en la infraestructura energética existente.
- Aplicación en Sectores Diversos: Desde la generación de energía hasta el transporte y la industria, el hidrógeno producido a partir de energía solar se está aplicando en una amplia variedad de campos, demostrando su versatilidad y potencial.
La última década ha sido testigo de un rápido avance en la producción de hidrógeno mediante energía solar, impulsada por mejoras tecnológicas, inversión y colaboración a nivel global. De hecho, recientemente vimos como, en 2023, investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) en Lausana construyeron una planta piloto solar-a-hidrógeno a escala de kilovatios.
La planta es la más grande de su tipo construida hasta la fecha y puede producir tanto hidrógeno verde como calor utilizando energía solar. Capaz de producir alrededor de medio kilogramo de hidrógeno en 8 horas, la planta alcanza una potencia equivalente de un poco más de 2 kilovatios.
El equipo logró «romper el techo de 1 kW» en la producción de hidrógeno solar, según Sophia Haussener, profesora de ciencia e ingeniería de energías renovables en EPFL. La cantidad de hidrógeno producida es suficiente para impulsar un automóvil durante 100 kilómetros o satisfacer aproximadamente la mitad de las necesidades eléctricas de una familia de cuatro personas durante un día.