Escalabilidad de las hojas artificiales para transformación de CO2 y agua en gas de síntesis
Autor: Marcos Pita Martínez, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica de Madrid, CSIC
Desde hace varias décadas la investigación de nuevas formas de aprovechar la energía solar para conseguir nuevos combustibles ha crecido exponencialmente, siendo espoleada por la necesidad de reintroducir el dióxido de carbono en la economía circular y reducirlo para evitar el efecto invernadero de este gas. A pesar de la multitud de materiales propuestos y los avances que se han producido, un paso clave para llevar estos hallazgos a su aplicación práctica requiere del estudio de escalado y mejora de las prestaciones que se esperan de los dispositivos de trabajo que, si bien son prometedores desde el punto de vista experimental a nivel de laboratorio, pueden encontrar dificultades a la hora de su aplicación fuera del mismo. En este sentido, para mejorar las prestaciones que dan los muy conocidos fotocatalizadores como el vanadato de bismuto o las perovskitas de haluros, es necesaria su implementación en materiales más adecuados que los típicos de laboratorio.
El grupo británico de la Universidad de Cambridge liderado por el austríaco Prof. Erwyn Reisner ha realizado avances significativos en esta dirección, al estudiar cómo adaptar sus fotocatalizadores usados sobre materiales de laboratorio y depositados sobre soportes de vidrio para poder funcionar sobre soportes más ligeros y flexibles, tanto que pudieran flotar sobre superficies acuosas naturales como ríos, lagos o puertos marítimos [1]. Esto lo han logrado substituyendo el soporte del material donde depositar las capas de sus fotoelectrodos sobre PET (polietilentereftalato), un plástico de múltiples usos industriales, y usar técnicas litográficas propias de la industria de fabricación de teléfonos móviles para añadir los fotoelectrodos. De esta manera se pueden diseñar celdas fotoelectroquímicas autónomas tan ligeras que flotan sobre el agua y son capaces de producir, a partir de CO2 y agua, una mezcla adecuada de H2 y CO para servir como gas de síntesis, manteniendo una actividad comparable a la de los materiales de laboratorio y capacidad de trabajo por gramo de material.
La diversificación y el avance en el desarrollo de aplicaciones ya demostradas en el laboratorio es un paso necesario para cubrir las necesidades demandadas frente al cambio climático y el exceso de efecto invernadero causado por el dióxido de carbono, necesitando de la combinación de todas las estrategias posibles en esta dirección.
Referencias
[1] Virgil Andrei et al. Floating perovskite-BiVO4 devices for scalable solar fuel production. Nature 2022, 608, 518-522.
Contacto
Marcos Pita, investigador del grupo FCF del programa FotoArt-CM
Coordina FotoArt-CM: Víctor A. de la Peña O´Shea, Instituto IMDEA Energía.
