Un investigador de la Universidad Estatal de Florida ha descubierto un material artificial que imita la fotosíntesis y potencialmente crea una fuente de energía sostenible.
adentro El diario de la química física , Profesor Asistente de Ingeniería Química, José L. Mendoza-Cortés, detalla cómo este nuevo material captura eficientemente la luz solar y luego, cómo se puede usar la energía para descomponer el agua en oxígeno O2 e hidrógeno H2. Este proceso es conocidocomo oxidación, y también es lo que sucede durante la fotosíntesis cuando una planta usa luz para descomponer el agua y los carbohidratos, que son las principales fuentes de energía para la planta.
Su descubrimiento genera nuevas y emocionantes perspectivas de cómo este proceso podría usarse para forjar nuevas fuentes de energía de una manera neutral en carbono. Potencialmente, el hidrógeno podría transportarse a otros lugares y quemarse como combustible.
"En teoría, esta debería ser una fuente de energía autosustentable", dijo Mendoza-Cortés. "Quizás en el futuro, podría poner este material en su techo y podría convertir el agua de lluvia en energía con la ayuda del sol"
Pero, a diferencia de muchas otras fuentes de energía, esto no tendrá un efecto negativo en el medio ambiente.
"No generará dióxido de carbono o desechos", dijo. Mendoza-Cortés, un químico computacional y teórico, dijo que el desafío que enfrentó fue diseñar algo que no se oxidara por el proceso de descomposición del agua que también atrapóla energía era barata de crear. Para hacer esto, inicialmente desarrolló un material multicapa a partir de óxido de manganeso, comúnmente conocido como birnessita.
Pero algo emocionante sucedió cuando Mendoza-Cortés y su equipo retiraron las capas del material para que solo quedara una capa del material: comenzó a atrapar la luz a un ritmo mucho más rápido.
En términos técnicos, pasó de un material de banda prohibida indirecta a uno de banda prohibida directa.
La luz con energía fotoeléctrica puede penetrar los materiales de banda indirecta mucho más fácilmente sin ser absorbida y utilizada para otros fines. El silicio, por ejemplo, es el material de banda indirecta más comúnmente conocido. Pero para que el material sea efectivo, las células solares de silicio sonnormalmente apilados y, por lo tanto, de cientos de micrómetros de grosor. Si fueran más delgados, la luz simplemente los atravesaría.
Crear un material de una sola capa que pueda atrapar eficientemente la luz es un resultado mucho más deseable porque es mucho más simple y más barato de fabricar.
"Esta es la razón por la cual el descubrimiento de este material de banda prohibida directa es tan emocionante", dijo Mendoza-Cortés. "Es barato, es eficiente y no necesita una gran cantidad para capturar suficiente luz solar para llevar a cabo la generación de combustible."
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Florida . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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