Investigadores de la Universidad de Tianjin, en China, han alcanzado un hito en la producción de hidrógeno con energía solar que eleva la eficiencia de conversión a un récord del 5,1 %.
Este avance, publicado en Nature Communications, ofrece una prometedora vía para la tecnología escalable de "hojas artificiales", según informó Science and Technology Daily y cita Xinhua.
Las "hojas artificiales" son dispositivos basados en silicio que utilizan la energía solar para separar el hidrógeno y el oxígeno del agua, produciendo así energía de hidrógeno de forma limpia.
Dirigido por Wang Tuo, profesor de la Escuela de Ingeniería Química y Tecnología, el equipo de investigación abordó las limitaciones críticas de los sistemas imparciales de separación solar de agua, que producen hidrógeno sin voltaje externo.
Su innovador fotoánodo de sulfuro de indio (In2S3) supera el tradicional equilibrio entre conductividad y transparencia lumínica.
"Nuestro diseño semitransparente acelera simultáneamente la reacción de oxidación del agua y permite que los fotones lleguen al fotocátodo, minimizando el desperdicio de energía", afirmó Wang, autor correspondiente del estudio.
Validado en un sistema autónomo alimentado íntegramente con energía solar, el dispositivo alcanzó una eficiencia de STH del 5,1 %, superando el 5 % de referencia para sistemas convencionales que utilizan fotocátodos de silicio con fotoánodos inorgánicos. Esto marca la mayor eficiencia registrada para este tipo de configuraciones, afirmó Wang.
La investigación proporciona soluciones novedosas a dos desafíos persistentes: la lenta transferencia de electrones interfacial y las significativas pérdidas ópticas.
Con una mayor optimización, se espera que la tecnología abra caminos para el desarrollo de "hojas artificiales" rentables y duraderas.
Las posibles aplicaciones de las "hojas artificiales" incluyen unidades de generación de hidrógeno integradas en fachadas de edificios, tejados o plantas de producción en zonas desérticas, añadió Wang.