Combustible Solar.

Cada cop més, l’energia solar i la força del vent s’estan convertint en les principals fonts d’electricitat arreu del món.

Són netes i renovables, però tenen un inconvenient important: són intermitents. Quan es fa de nit, els dies són ennuvolats o el vent no bufa, la producció baixa o s’atura, i això fa difícil garantir una generació d’energia constant. Per resoldre aquest desafiament, la recerca científica busca solucions per emmagatzemar l’energia renovable en forma de combustibles. Per exemple, es pot fer servir l’energia del sol per obtenir hidrogen, un combustible solar que es pot guardar i utilitzar quan calgui cobrir la manca de sol o vent..

Una manera innovadora d’obtenir aquest hidrogen és a través de fotoelèctrodes. Aquests dispositius absorbeixen la llum solar per separar l’aigua en hidrogen i oxigen. El problema és que molts dels materials emprats són cars i difícils de trobar, o bé són abundants però poc eficients.

Recentment, un equip de la Universitat de Cambridge, al Regne Unit, ha fet un gran pas endavant. Després de més de deu anys investigant, han aconseguit millorar notablement l’eficiència d’un material molt barat i abundant: l’òxid cúpric. A més, és no tòxic, un punt a favor per a la sostenibilitat. El gran repte amb els fotoelèctrodes d’òxid cúpric era que, quan es generaven càrregues elèctriques sota la llum, sovint es recombinaven massa ràpidament, reduint el rendiment. Entendre com es mouen aquestes càrregues dins del material era clau, però feia falta un mètode més senzill i econòmic per estudiar-ho.

Els investigadors van trobar una manera de cultivar pel·lícules fines de cristall d’òxid cúpric a temperatura i pressió ambient, controlant l’orientació atòmica durant el procés. Així van descobrir que, si els electrons travessen el cristall en diagonal, recorren distàncies molt més llargues que si es mouen al llarg de les cares o arestes. Això redueix les pèrdues i millora l’eficiència. Gràcies a aquest descobriment, s’ha desenvolupat un mètode assequible per fabricar fotoelèctrodes amb una orientació òptima per al moviment de les càrregues.

Els nous fotoelèctrodes d’òxid cúpric han demostrat un increment del 75% en la densitat de corrent respecte als dispositius de generació anterior fets amb òxids metàl·lics econòmics. I no només això: han mantingut el seu rendiment estable durant més de 120 hores de descomposició de l’aigua, superant altres dissenys. La recerca continua i ara l’objectiu és entendre per què la mobilitat diagonal de les càrregues ofereix tan bons resultats i com es podria aplicar aquest principi a altres camps com les plaques solars, els transistors o els detectors. En resum, aquest avenç obre la porta a produir combustibles solars més assequibles i sostenibles, ajudant-nos a avançar cap a un futur on l’energia neta sigui realment ininterrompuda.

Ramon Gallart