Inspenet, 26 de noviembre 2023.
En la Universidad de Cambridge se ha desarrollado la aplicación de una idea ya existente, la generación de hidrógeno a partir de agua común, pero se ha extendido para funcionar con cualquier tipo de agua, incluyendo agua contaminada, la del mar o de ríos con sedimentos.
Este nuevo dispositivo flotante, impulsado por energía solar, tiene la capacidad de producir combustible de hidrógeno limpio y agua purificada en cualquier lugar del mundo.
Su diseño se basa en el proceso de fotosíntesis, el cual imita la capacidad de las plantas para convertir la luz solar en alimento. A diferencia de versiones previas de la “hoja artificial”, que generaba combustible de hidrógeno verde a partir de fuentes de agua limpia, este novedoso dispositivo opera con fuentes de agua contaminada o de mar, produciendo simultáneamente agua potable limpia.
Los ensayos del dispositivo han evidenciado su eficacia para generar agua limpia a partir de fuentes altamente contaminadas, así como de agua marina. Estos resultados han sido detallados en un artículo publicado en la revista Nature Water..
“Reunir la producción de combustibles solares y la purificación de agua en un solo dispositivo es complicado”, afirmó en un comunicado el Dr. Chanon Pornrungroj del Departamento de Química Yusuf Hamied de Cambridge, coautor principal del artículo.
“Un dispositivo que pudiera funcionar con agua contaminada podría resolver dos problemas a la vez: podría dividir el agua para producir combustible limpio y podría producir agua potable”, dijo el coautor principal, Ariffin Mohamad Annuar.
La transformación del agua contaminada
Pornrungroj y Mohamad Annuar, integrantes del equipo de investigación liderado por el profesor Erwin Reisner, idearon un diseño que logra exactamente eso. Aplicaron un fotocatalizador sobre una estructura de carbono nanoestructurada porosa, la cual tiene una alta capacidad de absorción de luz y calor, generando vapor de agua utilizado por el fotocatalizador para la creación de hidrógeno. La estructura de carbono porosa, tratada para repeler el agua, cumplió la función de permitir que el fotocatalizador flote y al mismo tiempo lo mantuvo alejado del agua circundante, evitando que los contaminantes interfirieran con su funcionamiento.
Adicionalmente, este nuevo dispositivo aprovecha de manera más eficiente la energía solar. Para optimizar esto, el equipo incorporó una capa blanca que absorbe los rayos UV sobre el dispositivo flotante, destinada a la producción de hidrógeno mediante la división del agua. La luz restante del espectro solar se dirige hacia la parte inferior del dispositivo, donde se utiliza para vaporizar el agua.
“Además, se trata de un diseño muy sencillo: en tan solo unos pocos pasos podemos construir un dispositivo que funcione bien con agua de una amplia variedad de fuentes”, afirmó Mohamad Annuar.
“Es muy tolerante a los contaminantes y el diseño flotante permite que el sustrato funcione en agua muy turbia o fangosa”, dijo Pornrungroj. “Es un sistema muy versátil”.
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