El primer diseño completo y compacto para una instalación de fotosíntesis artificial ha sido desarrollados por científicos del Forschungszentrum Jülich. Con un concepto flexible tanto con respecto a los materiales utilizados y también el tamaño del sistema.
La investigación en energías renovables se centra especialmente en las tecnologías de almacenamiento eficientes, debido a que las fuentes energéticas naturales son fluctuantes. Sol y viento están ahí, pero no siempre con la misma intensidad. Por eso es fundamental encontrar la manera de extraer esa energía pero sobre todo, almacenarla.
Estas formas de almacenaje deben ser ambientalmente amigables y asequibles. Esta tendencia es particularmente evidente en la investigación del proceso fotoelectroquímico de la división del agua , es decir la fotosíntesis artificial empleando una combinación de células solares y un electrolizador. De esta manera, la energía solar se puede convertir directamente en el medio de almacenamiento universal que es el hidrógeno.
Este proceso se investigó por primera vez en la década de 1970, pero sólo ha empezado a atraer una atención creciente en los últimos años. Hasta el momento, la investigación se ha centrado en la ciencia los nuevos materiales absorbentes y catalizadores para mejorar aún más la eficiencia. Los avances actuales de de los investigadores de Jueliech se concentran en un aspecto que hasta ahora se ha descuidado en gran medida: la disociación fotoelectroquímica del agua que sólo ha sido probado en una escala de laboratorio.
El diseño creado por los dos expertos del Instituto de Juelich de Investigación de Energía y Clima es claramente diferente de los experimentos de laboratorio habituales. En lugar de los componentes individuales del tamaño de una uña que están conectados por medio de cables, los investigadores han desarrollado un sistema compacto, autónomo y de bajo coste a partir de materiales fácilmente disponibles. Con una superficie de 64 cm2, su componente es relativamente aún pequeño. El truco está en su diseño flexible. Al repetir continuamente la unidad básica, en el futuro será incluso posible fabricar sistemas que sean de varios metros cuadrados de tamaño.
©Forschungszentrum Juelich
La unidad básica se compone de varias células solares conectadas entre sí mediante una técnica láser especial. Esta conexión en serie significa que cada unidad alcanza la tensión de 1,8 voltios necesarios para la producción de hidrógeno y este método permite una mayor eficiencia en contraste con los conceptos generalmente aplicados en los experimentos de laboratorio.
Por el momento, la eficiencia de la extracción solar a hidrógeno del prototipo es de 3,9% aunque los científicos aseguran mucho margen de mejora.
De hecho la fotosíntesis natural sólo logra una eficiencia del uno por ciento. Los investigadores creen que en un plazo relativamente corto se podría aumentar un 10% la eficiencia utilizando celdas solares convencionales, e incluso con nuevos materiales híbridos, el 14%.
Una de las grandes ventajas del nuevo diseño es que permite a los dos componentes principales ser optimizados por separado: la parte fotovoltaica que produce electricidad a partir de energía solar y la parte electroquímica que utiliza esta electricidad para la división de agua.
Los investigadores, cuyo trabajo ha sido publicado en Nature, han patentado el concepto y ya trabajan para hacerlo realidad en el mercado.
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Fuente: Forschungszentrum Juelich
De lo que me estoy informando , me asombra el poder de la observación , experimentación y puesta en practica de los conocimientos básicos, dando ideas y puesta en marcha , desarrollo de todas las observaciones para culminar por ultimo con nuevas tecnologías de energías renovables.