Investigadores australianos han establecido un nuevo récord mundial de eficiencia para paneles solares que pueden dividir directamente el agua utilizando la luz solar, en un logro que abre una nueva vía para conseguir abaratar el hidrógeno verde. El logro ha sido publicado en la revista de investigación Advanced Energy Materials , y fue dirigido por un equipo de científicos de la Universidad Nacional de Australia (ANU).
Los investigadores pudieron establecer un récord de eficiencia sin precedentes del 17,6% de solar a hidrógeno utilizando una celda solar en tándem, que superpuso materiales de perovskita de bajo costo sobre una celda solar de silicio convencional para aumentar la eficiencia.
"Esto representa la mayor eficiencia lograda hasta ahora para un sistema fotoelectroquímico basado en semiconductores de bajo costo para la división de agua solar independiente", dice el documento de investigación.
"Como lo revelan nuestros resultados de modelado, la demostración de la prueba de concepto ofrece inmensas oportunidades para mejorar aún más la eficiencia y reducir los costos a través de la optimización del rendimiento de los componentes individuales y el reemplazo de catalizadores preciosos con materiales abundantes".
El método convencional de usar energía renovable para producir hidrógeno es usar la electricidad producida a partir de paneles solares o turbinas eólicas para alimentar un electrolizador independiente, que usa la electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
El enfoque innovador para la tecnología de paneles solares desarrollado por el equipo de investigadores de ANU, dirigido por Siva Karuturi y Heping Shen, omite este segundo paso de manera efectiva, con paneles solares diseñados para convertir directamente el agua en hidrógeno dentro de los paneles.
Los investigadores de ANU compararon el proceso utilizado por la célula solar que convierte directamente la energía solar en hidrógeno con el de la fotosíntesis utilizada por las plantas. "Lograr una transición global de energía renovable se basa aún más en abordar la intermitencia de la electricidad solar a través del desarrollo de medios de almacenamiento de energía transportable", dice el documento de investigación.
"Una ruta elegante y potencialmente económica para almacenar energía solar es convertir la energía de la luz solar directamente en hidrógeno en una celda fotoelectroquímica, análoga al proceso de fotosíntesis explotado por la naturaleza".
Actualmente, este método tiene un costo prohibitivo ya que la técnica "fotoelectroquímica" se ha demostrado con eficiencias comparativamente bajas. Sin embargo, con el equipo de investigación con sede en Australia que demuestra con éxito cómo se puede mejorar la eficiencia del proceso directo de solar a hidrógeno, aumenta la posibilidad real de que un diseño rentable esté al alcance.
Siva Karuturi le dijo a _RenewEconomy _que se lograron beneficios de costos significativos mediante el uso de la energía solar a hidrógeno, ya que evita la necesidad de energía adicional y la infraestructura de red necesaria cuando el hidrógeno se produce utilizando un electrolizador.
Al evitar la necesidad de convertir la energía solar de CC a CA y viceversa, además de evitar pérdidas de transmisión de energía, la conversión directa de energía solar en hidrógeno dentro del panel solar puede lograr una mayor eficiencia general para el proceso total.
Parte del desafío hasta la fecha ha sido la menor eficiencia de los diseños anteriores y la tendencia de las células solares de perovskita a degradarse con el tiempo.
El Departamento de Energía de Estados Unidos estableció un objetivo de eficiencia del 20% para las tecnologías de energía solar a hidrógeno, lo que permitiría que la técnica fuera competitiva en costos con otros métodos de producción de hidrógeno, y los investigadores de ANU creen que las mejoras adicionales en su enfoque podrían ayudar a lograr este objetivo.
Fuente: reneweconomy
MANUEL EXPÓSITO
26/06/2020