Aunque los paneles solares han sido de gran importancia para la revolución de las energías renovables, todavía siguen teniendo problemas en cuanto a la eficiencia de conversión energética (que en el mejor de los casos está por debajo del 30%) y la variabilidad de la luz solar. Ahora, un equipo de expertos ha conseguido crear un vidrio capaz de convertir la luz del sol en hidrógeno verde.
Los nuevos paneles solares de vidrio que producen hidrógeno y electricidad
Los paneles solares, aunque cada vez se vuelven más baratos, eficientes y versátiles, se pueden incorporar actualmente en todo tipo de estructuras. Una de las innovaciones más importantes son las nuevas cercas fotovoltaicas que brindan seguridad y privacidad al tiempo que generan energía limpia y ahorran un buen dinero en la factura eléctrica.
Sin embargo, para generar electricidad suficiente para usos más importantes como la industria o para el consumo total de un hogar, se requiere de una importante superficie cubierta por celdas fotovoltaicas. Esto se debe a que la luz del sol llega diluida hasta la superficie terrestre. Además, la luz solar depende de las horas del día, el clima y otros factores como la ubicación de los parques solares.
Es por eso que un equipo de científicos de la Universidad Ludwig Maximilians (LMU) de Múnich, Alemania, llevan tiempo investigando la capacidad de los metales plasmónicos como el oro, la plata y el cobre para generar reacciones químicas que permitan una mayor eficiencia en los paneles solares. La solución que han encontrado es revolucionaria: vidrio que convierte la luz solar en hidrógeno.
Adiós a los paneles solares: así trabaja el nuevo vidrio que convierte el ácido fórmico en hidrógeno verde
Las propiedades plasmónicas de los metales como el oro y la plata tienen la capacidad de hacer que los electrones libres de su superficie se exciten al recibir ciertas frecuencias de ondas lumínicas, más bajas que los paneles solares tradicionales. Esta reacción genera campos electromagnéticos muy potentes que vibran en la misma frecuencia que la luz incidental.
Son estas propiedades las que el profesor Emiliano Cortés de la LMU ha conseguido aprovechar para producir un proceso de fotocatálisis. La clave para conseguir estas reacciones está en el uso de nanopartículas de oro y plata dispuestas de forma ordenada a una distancia específica en la que están muy cerca pero sin tocarse. Entre estas nanopartíoculas se introducen otras de platino, que sirve como catalizador.
El platino es un catalizador pobre cuando se emplea para la fotocatálisis con luz solar, pero los expertos han distribuido las nanopartículas en los paneles solares de vidrio para conseguir «puntos calientes» donde los fotones del sol se concentran de manera eficiente. Sobre la superficie del vidrio se aplica una capa de ácido fórmico, que reacciona con las nanopartículas separando el hidrógeno.
Una revolución en la producción de hidrógeno: los paneles solares más eficientes del mundo
En la actualidad, el hidrógeno se produce en gran medida a partir de gas natural, lo que genera emisiones de CO2. El llamado hidrógeno verde, libre de contaminación, se consigue a partir de la electrólisis, un proceso que emplea, generalmente, paneles solares que producen electricidad, la cual separa el hidrógeno del oxígeno del agua. Esto requiere grandes cantidades de agua de alta calidad.
Con estos nuevos paneles solares de vidrio, no se requiere electricidad y ya se ha demostrado que es un material con el récord histórico en la capacidad y eficiencia de producción de hidrógeno verde.
La ciencia de las nanopartículas: una nueva era de progreso sostenible
Los vertiginosos avances de la ciencia moderna son difíciles de seguir. Con la capacidad de manipular las partículas a niveles atómicos hemos conseguido no sólo estos nuevos paneles solares que producen hidrógeno verde. En el sector de la construcción se trabaja actualmente en nanotubos perfectos que podrían cambiar para siempre los métodos de edificación existentes.
