La industria ha alcanzado niveles muy altos de eficiencia al producir hidrógeno, pero el proceso en general no es limpio, por lo tanto, el problema de fondo se mantiene intacto. Lo que se necesita es una fuente de hidrógeno mucho más amigable con el medio ambiente, y para ello, en la EPFL de Lausanne han desarrollado un método que convierte la luz solar en hidrógeno, con una eficiencia del 12.3 por ciento.
Si pensamos en la producción de hidrógeno, inevitablemente debemos hacer una pausa sobre la electrólisis. Es uno de los métodos más conocidos, y sus demostraciones en el laboratorio son relativamente sencillas. Claro que, a escala industrial, la electrólisis es inviable. Las técnicas actuales para la producción de hidrógeno implican la liberación de gases de efecto invernadero. Entonces, ¿por qué no usar una fuente de energía renovable para aplicar la electrólisis y producir hidrógeno más "limpio" por así decirlo? Lamentablemente, los números aún no cierran. Las celdas tradicionales no pueden proveer el voltaje necesario que permita iniciar la electrólisis, lo que llevaría a la conexión de varias celdas en serie. Si elevamos la escala de esto, los costos se multiplican rápidamente.
Por esta razón resulta tan importante el nuevo desarrollo de la EPFL en Lausanne. En primer lugar, las celdas solares utilizadas son de perovskita, el mismo mineral que mencionamos en un artículo del MIT sobre el reciclado de baterías para la fabricación de es. Y en segundo lugar, los catalizadores son de níquel-hierro, dos elementos económicos, y con una gran abundancia. Lo que garantizó la publicación de este trabajo en la revista Science no es otra cosa más que el nivel de eficiencia alcanzado. El combo entre las celdas de perovskita y los catalizadores de níquel-hierro ofrece actualmente un 12.3 por ciento de eficiencia, usando nada más que dos celdas en paralelo.
También es necesario destacar que el desarrollo de los catalizadores es tan importante como la aplicación de las celdas de perovskita. Los catalizadores tradicionales utilizan metales al estilo de platino e iridio, extremadamente costosos (1.310 dólares la onza en el caso del platino). Hasta aquí, ningún sistema que hiciera uso de materiales comunes había logrado superar el diez por ciento de eficiencia. Con este 12.3 por ciento, el desarrollo de la EPFL queda muy cerca de los niveles registrados con catalizadores tradicionales. Ahora, el gran inconveniente que enfrentan los expertos es contrarrestar el deterioro de las celdas de perovskita, ya que sólo funcionan al máximo rendimiento en las condiciones necesarias por algunas horas.
Para aumentar la eficiencia es necesario aprovechar más longitudes de onda del espectro solar. El problema de la mayoría de las células solares es que sólo aprovechan una pequeña fracción del espectro solar y por tanto de la potencia que transporta. Un fotón azul puede producir una tensión de unos 2.7V, mientras que uno rojo, sólo puede llegar a 1.9V. Y una cantidad enorme de energía está en el espectro infrarrojo, que casi nunca se aprovecha. El problema es que si se usa silicio, por ejemplo, sólo se consigue una tensión de 1.2V como máximo. Por más energéticos que sean los fotones. Así que se desperdicia mucha energía en forma de calor. Tendríamos que desarrollar un material compuesto o una molécula compleja, que pudiese absorber la mayor parte de la radiación solar y además aprovechar al máximo su energía. Creo que la clorofila hace algo así. Tiene muchos enlaces que pueden ser ex citados por fotones de diferentes longitudes de onda.
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