La energía solar es limpia y abundante. Pero cuando el sol no brilla, debe almacenar la energía en baterías o mediante un proceso llamado fotocatálisis, en el que la energía solar se usa para producir combustibles. En la división del agua fotocatalítica, la luz solar se separaagua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno y el oxígeno pueden recombinarse en una pila de combustible para liberar energía.
Ahora, una nueva clase de materiales, perovskitas dobles de haluro, puede tener las propiedades correctas para dividir el agua, según un artículo publicado recientemente en letras de física aplicada , de AIP Publishing.
"Si podemos llegar a un material que pueda ser útil como fotocatalizador de división de agua, entonces sería un gran avance", dijo Feliciano Giustino, coautor del artículo.
Los investigadores han experimentado con muchos materiales fotocatalíticos antes, como el dióxido de titanio TiO2. Si bien el TiO2 puede aprovechar la luz solar para dividir el agua, es ineficiente porque no absorbe bien la luz visible. Hasta ahora, no hay material fotocatalítico para la división general del aguase ha vuelto comercialmente disponible
Usando supercomputadoras para calcular los estados de energía cuántica de cuatro perovskitas dobles de haluro, George Volonakis y Giustino, ambos de la Universidad de Oxford, descubrieron que Cs2BiAgCl6 y Cs2BiAgBr6 son materiales fotocatalíticos prometedores porque absorben la luz visible mucho mejor que TiO2. También generanelectrones y agujeros la carga positiva de ausencia de electrones que tienen suficiente energía o energías casi ideales para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno.
Giustino dijo que muy pocos otros materiales tienen todas estas características a la vez. "No podemos decir que esto funcionará con seguridad, pero estos compuestos parecen tener todas las propiedades correctas".
Giustino y su equipo descubrieron originalmente este tipo de perovskita mientras buscaban materiales para fabricar células solares. En los últimos años, las perovskitas han despertado interés como materiales para aumentar la eficiencia de las células solares basadas en silicio a través de diseños en tándem que integran una perovskitadirectamente en una celda de silicio de alta eficiencia, pero contienen una pequeña cantidad de plomo. Si se usaran para la recolección de energía en una granja solar, el plomo podría representar un peligro ambiental potencial.
En 2016, utilizando simulaciones por computadora para identificar materiales alternativos, los investigadores encontraron un nuevo tipo de perovskita sin plomo con potencial para células solares de alta eficiencia. El presente documento muestra que estos nuevos materiales también pueden dividir el agua ". Estas nuevas perovskitas doblesno solo son prometedores como material complementario para las células solares en tándem, sino que también pueden ser prometedores en áreas como la fotocatálisis ", dijo Volonakis.
Aún así, el nuevo análisis es teórico, suponiendo que los compuestos forman cristales perfectos. El siguiente paso, dijeron los autores, es que los experimentales vean si el material funciona en el mundo real y también según lo previsto. Mientras tanto, los investigadores estánusando sus técnicas computacionales para explorar si estas perovskitas dobles tienen propiedades útiles para otras aplicaciones como detectores de luz.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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