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Durante años, el hidrógeno verde se ha presentado como la gran esperanza para limpiar industrias contaminantes, pero producirlo de forma masiva y económica siempre había sido el gran problema.
Dos equipos de investigadores han conseguido crear sistemas que funcionan únicamente con luz solar para separar agua y generar hidrógeno limpio, y los resultados están superando expectativas.
Según leemos en Interesting Engineering, estos desarrollos podrían cambiar completamente las reglas del juego energético. Los científicos no solo han logrado crear dispositivos eficientes, sino que además pueden fabricarse a escala industrial sin necesidad de combustibles fósiles para funcionar.
El primer avance llega desde India, donde investigadores del Centro de Nano y Materia Blanda de Bengala han desarrollado un fotoánodo de silicio que mejora drásticamente cómo se separan las cargas eléctricas. El dispositivo utiliza una arquitectura de heterounión n-i-p con capas de TiO₂, silicio no dopado y NiO, fabricado mediante pulverización catódica para permitir escalabilidad industrial.
Los resultados son impresionantes: 600 mV de fotovoltaje superficial, potencial de inicio de 0.11 VRHE y estabilidad operativa de 10 horas perdiendo solo un 4% de eficiencia. Los prototipos de 25 cm² ya han demostrado su efectividad en condiciones alcalinas.
Mientras tanto, investigadores de Cornell han desarrollado un sistema híbrido que resuelve dos problemas a la vez. Su tecnología combina electrólisis solar para producir hidrógeno con destilación que aprovecha el calor sobrante de los paneles solares para desalinizar agua de mar.
Su prototipo de 10x10 cm alcanza 12.6% de eficiencia convirtiendo luz solar en hidrógeno, produciendo 35.9 litros de hidrógeno por hora y metro cuadrado. Como extra, genera 1.2 litros de agua potable por hora aprovechando el calor residual.
Lo que marca la diferencia es que estos desarrollos eliminan las barreras tradicionales del hidrógeno verde. Hasta ahora, los métodos convencionales necesitaban electricidad de la red o materiales caros. Estas nuevas tecnologías solo necesitan luz solar y materiales abundantes como el silicio.
Los investigadores calculan que estos avances podrían bajar el precio del hidrógeno verde hasta 1 dólar por kilogramo en 15 años, haciéndolo competitivo frente al hidrógeno tradicional. Esta reducción podría acelerar su adopción en transporte pesado y industria química.
La tecnología estadounidense es especialmente interesante para zonas costeras, ya que funciona directamente con agua de mar sin competir por agua dulce. Esto abre posibilidades para nuevas formas de generar combustible limpio en regiones áridas con abundante sol.
Con prototipos ya validados, el siguiente paso es la implementación comercial. Los investigadores esperan que estas tecnologías estén disponibles industrialmente antes de que termine esta década, acercándonos a las plantas de hidrógeno del futuro que funcionarán completamente con energía solar.
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