Inspirándose en la forma en que las plantas y otros organismos fotosintéticos recolectan y utilizan la energía radiante del sol, los investigadores esperan desarrollar tecnologías que recolecten la luz solar y la almacenen como combustibles libres de carbono o neutros en carbono
Cada hora, el sol satura la tierra con más energía de la que usan los humanos en un año. Aprovechar parte de esta energía para satisfacer la demanda mundial se ha convertido en un gran desafío, mientras el mundo ya está listo para duplicar su consumo de energía en los próximos treinta años.
En un nuevo estudio, los investigadores del Biodesign Center for Applied Structural Discovery (CASD) y lASU's School of Molecular Sciences toman nota de lo que la naturaleza puede enseñarles. Inspirándose en la forma en que las plantas y otros organismos fotosintéticos recolectan y utilizan la energía radiante del sol, esperan desarrollar tecnologías que recolecten la luz solar y la almacenen como combustibles libres de carbono o neutros en carbono.
"Este artículo describe una estrategia general pero útil para comprender mejor el papel de los catalizadores en las tecnologías emergentes para convertir la luz solar en combustibles", dice el autor correspondiente Gary Moore .
La investigación aparece en el número actual de la revista Applied Energy Materials de la American Chemical Society (ACS) y adorna su portada.
A pesar de los avances en las tecnologías de paneles solares, sus limitaciones son evidentes. A los investigadores les gustaría almacenar la energía acumulada del sol en forma concentrada, para utilizarla cuando y donde se necesite. Los catalizadores, materiales que actúan para acelerar la velocidad a la que ocurren las reacciones químicas, son un ingrediente crítico para recolectar la luz solar y almacenarla como combustibles, a través de un proceso conocido como fotoelectrosíntesis.
Sin embargo, como demuestran los autores, la eficacia de los catalizadores depende fundamentalmente de cómo se utilicen en las nuevas tecnologías ecológicas. El objetivo es maximizar la eficiencia energética y, cuando sea posible, hacer uso de elementos abundantes en la tierra.
Según Brian Wadsworth , investigador del centro CASD y autor principal del nuevo estudio, un enfoque de "menos es más" para los catalizadores puede mejorar el rendimiento de los dispositivos fotoelectrosintéticos:
"Existe una noción tradicional de que las cargas relativamente altas de catalizador son beneficiosas para maximizar las velocidades de reacción y el rendimiento relacionado de los materiales catalíticos", dice Wadsworth. "Sin embargo, esta estrategia de diseño no siempre es implementada en ensamblajes que involucren la captura y conversión de energía solar porque las capas del catalizador, relativamente gruesas, puede obstaculizar el rendimiento al impedir que la luz solar alcance un material absorbente de luz y / o desfavorecer la acumulación de estados catalíticamente activos ".
La nueva investigación proporciona un marco para comprender mejor el rendimiento catalítico en los dispositivos de combustible solar y señala el camino hacia nuevos descubrimientos.
Fuente: Arizona State University