La división de Investigación Avanzada de Materiales de Toyota Motor Europe (TME) se ha unido al grupo de Procesos Catalíticos y Electroquímicos para Aplicaciones Energéticas del instituto Differ, encabezado por Mihalis Tsampas, en un proyecto de I+D cuyo fin último es separar el agua (H2O) en estado gaseoso en lugar de en estado líquido, que es mucho más común. “Trabajar con gas en lugar de con líquido tiene varias ventajas”, explica Tsampas: "los líquidos presentan ciertos problemas técnicos, como la formación no deseada de burbujas. Además, al utilizar agua en estado gaseoso y no en estado líquido, no necesitamos instalaciones costosas para purificar el agua. Y, por último, puesto que solo utilizamos el agua presente en el aire que nos rodea, nuestra tecnología también es aplicable a lugares remotos donde no hay agua disponible”. A lo largo de 2018, los investigadores -informa Toyota- han demostrado la viabilidad del principio planteado. Así, han desarrollado "una nueva célula fotoelectroquímica de estado sólido que por primera vez puede obtener agua del aire y luego generar hidrógeno a partir de la iluminación con luz solar". El sistema consta de "unas membranas de electrolitos poliméricos, unos fotoelectrodos porosos y unos materiales que absorben el agua, combinados en un dispositivo de diseño especial integrado en la membrana".
Mejoras y ampliación de la escala
En la siguiente fase del proyecto, los colaboradores se proponen mejorar considerablemente el proceso. “En nuestro primer prototipo, utilizamos fotoelectrodos que se sabe que son muy estables. Sin embargo, el material empleado solo absorbe la luz ultravioleta, que supone menos del cinco por ciento de toda la luz solar que llega a la Tierra”, explica Tsampas. “El siguiente paso -añade el investigador- es aplicar materiales de vanguardia y optimizar la estructura del sistema para incrementar tanto la entrada de agua como la cantidad de luz solar que se absorbe”.
Una vez superado ese obstáculo -apuntan desde Toyota-, la investigación se centrará en ampliar la escala de la tecnología. Las células fotoelectroquímicas capaces de producir hidrógeno son muy pequeñas, alrededor de un centímetro cuadrado. Para que sean económicamente viables, su tamaño debe aumentar en al menos dos o tres órdenes de magnitud. “Aún no estamos en ese nivel -matiza Tsampas-, pero esperamos que algún día ese tipo de sistemas se puedan llegar a utilizar como fuente de energía en las viviendas particulares o en el repostaje de los vehículos para realizar desplazamientos cotidianos".
Acerca de Differ
El instituto holandés de investigación energética fundamental (Differ) es una de las nueve instituciones que componen la organización neerlandesa para la investigación científica (NWO). El instituto lleva a cabo labores de investigación interdisciplinares en materiales, procesos y sistemas relacionados con una infraestructura global de energía sostenible, en estrecha colaboración con instituciones académicas e industriales nacionales e internacionales. La investigación de Differ cubre tanto la conversión como el almacenamiento de energía sostenible en combustibles solares.
