Aumenta la eficiencia de las hojas artificiales con mayor presión en la producción de hidrógeno

MadridUn estudio reveló que las celdas fotoelectroquímicas, que dividen el agua para producir hidrógeno, funcionan mucho mejor a presiones más altas. Estas celdas emplean fotoelectrodos especiales que transforman la luz solar en la electricidad necesaria para este proceso. Investigadores en el HZB descubrieron que operar estas celdas a una mayor presión puede reducir significativamente la pérdida de energía.

El estudio reveló que aumentar la presión de 1 a 8 bares reduce a la mitad las pérdidas de energía total, disminuye las pérdidas por dispersión óptica causadas por la formación de burbujas y reduce la transferencia de oxígeno al electrodo contrario. La mayor eficiencia se obtiene con presiones entre 6 y 8 bares.

Aumentar la presión a 8 bares resultó en un incremento del 5-10 por ciento en la eficiencia. Esta mejora se debe principalmente a que se forman menos burbujas en los electrodos, lo que evita que la luz se disperse y reduce el bloqueo del electrolito. Esto permite que los fotoelectrodos reciban mejor la luz y mantengan un buen contacto con el electrolito, contribuyendo a una alta eficiencia.

Las células PEC han mostrado eficiencias de hasta un 19 por ciento, pero a este nivel, la formación de burbujas se convierte en un problema. El estudio descubrió que usar presiones más altas ayuda a reducir el tamaño de las burbujas. Esto mantiene la eficiencia alta y hace que el proceso de producción de hidrógeno sea más efectivo y estable.

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El equipo de investigación desarrolló un modelo para probar diferentes condiciones y factores y determinar qué influye más en la eficiencia. Descubrieron que aumentar la presión por encima de 8 bar no resulta muy útil. Por lo tanto, recomiendan mantener la presión entre 6 y 8 bar para obtener los mejores resultados.

Este nuevo conocimiento puede aplicarse a otros sistemas electroquímicos y fotocatalíticos, mejorando la eficiencia de estos dispositivos. Esto haría que el hidrógeno verde resulte una opción más práctica al requerir menos energía para producir la misma cantidad de hidrógeno, reduciendo así los costos y el impacto ambiental. También podría acelerar la adopción de tecnologías de hidrógeno verde en el mercado.

Esta investigación demuestra que las células PEC pueden ampliarse para uso industrial. Al aplicar los hallazgos a sistemas más grandes, las empresas pueden producir hidrógeno de manera más eficiente y a un menor costo. Esto ayuda en la transición hacia fuentes de energía sostenibles. En resumen, esta investigación es un paso importante para convertir el hidrógeno verde en una fuente de energía común. Beneficia no solo al sector energético, sino que también proporciona un recurso limpio y renovable para diversos usos.