La contaminación por carbono continúa acumulándose en la atmósfera. El tiempo es esencial para encontrar una alternativa de energía efectiva y sostenible para los combustibles fósiles.

Ahora, una nueva investigación de la Universidad de Hokkaido en Japón podría catapultar una transición generalizada hacia la energía solar.

Los científicos de Hokkaido tienen desarrollado un fotoelectrodo que puede cosechar 85 por ciento de toda la luz visible y usarlo para crear hidrógeno al dividir el agua.

El nuevo sistema convierte la energía de luz 11 veces más eficientemente que los sistemas actuales.

"Usando cantidades muy pequeñas de material, este fotoelectrodo permite una conversión eficiente de la luz solar en energía renovable, contribuyendo aún más a la realización de una sociedad sostenible", escribieron los investigadores en su informe.

El dispositivo

Los investigadores se refieren a su invención como el "sándwich dorado", debido a su composición física.

Para construir el dispositivo, el equipo de investigación interceptó un semiconductor de película delgada de dióxido de titanio 30-nanómetro entre una película dorada de 100-nanómetros de espesor y nanopartículas de oro.

Cuando la luz del sol llega al lado de la nanopartícula, la película de oro sirve como un espejo y atrapa la luz entre las dos capas. Esto ayuda a las nanopartículas a absorber más luz.

Tradicionalmente, las nanopartículas de oro exhiben algo llamado resonancia de plasmón localizado, que absorbe una longitud de onda de luz específica. La nueva invención cambia eso.

"Nuestro fotoelectrodo creó con éxito una nueva condición en la que las nanopartículas de oro absorben la luz con un amplio rango de longitudes de onda que son atrapadas en la capa de óxido de titanio", Hiroaki Misawa, dijo en un comunicado un profesor del Instituto de Investigación de Ciencias Electrónicas de la Universidad de Hokkaido y autor principal del estudio.

"La eficiencia de conversión de energía lumínica es 11 veces más alta que las que no tienen funciones de atrapamiento de luz", continuó Misawa.

Un artículo completo que describe el estudio se publica en la revista Tecnología de la naturaleza.

Creando hidrógeno

El hidrógeno puede servir como una herramienta efectiva para transportar y entregar energía limpia. Aunque es muy abundante, por lo general viene unido a otro elemento en forma de un compuesto.

El hidrógeno de hoy proviene principalmente del gas natural, que a menudo se extrae de la tierra de forma poco natural a través del fracking. Las personas, con razón, dudan en obtener hidrógeno al utilizar este método tradicional porque no es ambientalmente sostenible.

El nuevo dispositivo del equipo, sin embargo, conduce a la derivación del hidrógeno al dividir las moléculas de agua. Los electrones separan los iones de hidrógeno en hidrógeno, y los agujeros de electrones restantes producen oxígeno al oxidar el agua.

El dispositivo aún es muy nuevo, por lo que aún no ha llegado al mercado. Pero es un gran paso en la dirección correcta, y si los costos del consumidor pueden mantenerse bajos, podría revolucionar la energía renovable.