Un nuevo catalizador nos acerca un poco más hacia la meta de producir
hidrógeno de manera barata a partir de la luz del sol sin la mediación caras
células fotovoltaicas. *
Desde hace décadas se experimenta con catalizadores que permitan obtener
hidrógeno a partir del agua y la luz del sol. El sistema sería muy sencillo,
en presencia de luz solar el agua activada por un catalizador se dividiría,
produciendo burbujas de hidrógeno y oxígeno que podrían ser utilizados como
combustible o para producir electricidad. Por desgracia, pese a que algunos
funcionan, no parece que sean muy eficientes o económicos. Sin embargo, con
los actuales problemas de crisis energética y cambio climático, este tipo de
tecnología ha recibido un nuevo impulso y empiezan a aparecer resultados
nuevos y prometedores.
Uno de los resultados más recientes al respecto viene de una colaboración
entre la Universidad Emory y el Instituto de Química Molecular de París. Han
logrado desarrollar un nuevo catalizador de este tipo (o WOC en sus siglas
en inglés) que permite la producción de oxígeno, y que sería más económico y
rápido que otros desarrollados con anterioridad. El logro fue publicado en
Science el pasado 11 de marzo. Algunos sistemas que se desarrollaron en el
pasado permitían solamente la producción de hidrógeno, mientras que el
oxígeno se combinaba con el catalizador destruyéndolo en el proceso, por lo
que al cabo de un tiempo la producción de hidrógeno se detenía. Encima
algunos de estos catalizadores estaban basados en elementos caros como el
platino.
Para que un catalizar WOC sea viable necesita ser selectivo, estable y
rápido. Además la homogeneidad también es deseable, ya que aumenta la
eficacia y hace que el catalizador sea más fácil de estudiar y optimizar. El
nuevo catalizador tiene todas estas cualidades y está basado en un elemento
como el cobalto que no es muy escaso en la corteza terrestre. Potencialmente
podría ayudar al desarrollo de la energía solar.
La idea de este tipo de catalizadores es imitar la fotosíntesis, que se
produce de manera natural en las plantas, para producir combustibles de una
manera limpia.
El próximo paso de este grupo de investigadores consistirá en la
incorporación de este tipo de catalizador en un sistema de fotólisis de agua
alimentado por energía solar. A largo plazo la meta es producir oxígeno e
hidrógeno a partir del agua y cuya combinación en una célula de combustible
produciría electricidad. El hidrógeno también podría ser utilizado como
combustible en una máquina térmica o para la producción de otros
combustibles. En el balance final no habría emisión de gases de efecto
invernadero, obteniéndose otra vez agua como producto final.
Los desafíos técnicos principales para lograr un sistema de producción de
energía de este tipo son el desarrollo de un colector de luz solar, un
catalizador para producir oxígeno tipo WOC (como el recientemente
conseguido) y un catalizador para producir hidrógeno. Los tres componentes
necesitan ser mejorados, pero el catalizador tipo WOC es el más difícil de
conseguir. El objetivo de estos investigadores era conseguir un catalizador
WOC libre de estructura orgánica, debido a que los componentes orgánicos se
combinan con el oxígeno y se autodestruyen en el proceso.
Las enzimas son catalizadores naturales, pero las enzimas naturales que
forman parte del sistema fotosintético de las plantas son las menos estables
de la Naturaleza y unas de las de más corta vida debido a que realizan la
función más dura de todas.
Craig Hill, de la Universidad de Emory y participante en el proyecto, dice
que han logrado duplicar este proceso natural mediante el copiado de las
características esenciales de la fotosíntesis y usándolas en un sistema
sintético libre de carbono. El WOC que han conseguido es mucho más estable
que su correspondiente enzima natural.
Hasta ahora se han desarrollado unos 40 catalizadores de tipo WOC, pero
todos ellos tenían serias limitaciones, como el contener componentes
orgánicos que se oxidaban durante el proceso.
Hace dos años este mismo grupo de investigadores desarrollaron un
catalizador homogéneo, rápido y libre de carbono pero que estaba basado en
rutenio, que es un elemento escaso y caro. A partir de entonces han
experimentos con cobalto, que es mucho más abundante (no tanto como creen
los investigadores) y barato que el rutenio. Este nuevo catalizador ha
demostrado incluso ser más rápido que el basado en rutenio.
Salu2 a tod@s y Feliz cumpleaños a Marcelo Barrios
Mr. Moon
La vida es un 10% como viene y un 90% como la tomamos.
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