En el vanguardista campo de la energía renovable, un equipo internacional de investigadores ha hecho un descubrimiento revolucionario: un supercristal bidimensional que genera hidrógeno a partir del ácido fórmico, utilizando la luz solar. Publicado en “Nature Catalysis”, este estudio representa un hito significativo en el uso eficiente de la energía solar para reacciones químicas.
Emiliano Cortés, líder del equipo de investigación, explica que su trabajo se centra en estructuras atómicas que interactúan con los fotones de la luz solar. El objetivo es capturar y utilizar la energía solar de manera más eficiente, abriendo nuevas posibilidades para células solares y fotocatalizadores. Estos últimos son particularmente prometedores, ya que permiten aprovechar la energía lumínica directamente en reacciones químicas, eliminando la necesidad de generar electricidad.
Cortés y su colega Matías Herran han creado partículas de un metal plasmónico, en este caso oro, con tamaños que varían entre 10 y 200 nanómetros. A esta escala, se produce un fenómeno especial: la luz visible interactúa intensamente con los electrones del metal, provocando una oscilación resonante. Este movimiento colectivo rápido de los electrones crea un mini-imán, conocido como momento dipolar.
Los investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich, en colaboración con la Universidad de Hamburgo, organizaron estas partículas de oro en una superficie siguiendo el principio de autoorganización. Estas deben estar muy cerca pero sin tocarse, para maximizar las interacciones luz-materia. Con la ayuda de un equipo de la Freie Universität Berlin, descubrieron que la absorción de luz aumentaba considerablemente.
buy onlineEn los llamados “puntos calientes”, que se forman entre las partículas de oro, colocaron nanopartículas de platino, un material catalizador clásico y potente. A pesar de que el platino absorbe mal la luz solar, en estos puntos calientes, su absorción se potencia, permitiendo impulsar reacciones químicas con energía lumínica. En este caso, la reacción convierte el ácido fórmico en hidrógeno, con una tasa de producción récord.
Actualmente, la mayoría del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles. La investigación mundial se centra en tecnologías que utilicen materias primas alternativas, como el ácido fórmico, el amoníaco y el agua, y en el desarrollo de reactores fotocatalíticos a gran escala.
Este avance representa un bloque de construcción crucial para el éxito de la tecnología sostenible. Al combinar metales plasmónicos y catalíticos, se está avanzando en el desarrollo de fotocatalizadores potentes para aplicaciones industriales. Se trata de una nueva forma de utilizar la luz solar, con potencial para otras reacciones como la conversión de CO2 en sustancias útiles.
