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Microfotografia electrónica de formaciones de nanotubos de dióxido de titanio: Penn State Uni.

Unos investigadores han perfeccionado un sistema para obtener hidrógeno como combustible a partir de luz solar y nanotubos de dióxido de titanio.
Fuentes de energía hay muy pocas, una que está alcanzando precios desorbitados es el petróleo. El sol es una fuente inagotable de energía, pero de momento no sabemos cómo recolectar esa energía de un modo eficiente; y lo que es más importante, almacenarla cuando es de noche o cuando está nublado.
Si de alguna manera podemos utilizar luz solar para descomponer agua en oxígeno e hidrógeno podríamos almacenar este último como combustible. De este modo cuando necesitemos energía sólo debemos de consumirlo en células de combustible para producir electricidad o quemarlo directamente (su combustión sólo produce vapor de agua) para producir calor.
Un campo que se ha venido investigando es el de la fotólisis del agua. Con la ayuda de la luz solar y de un catalizador se puede producir el ansiado hidrógeno, pero de momento el rendimiento de este proceso es muy bajo.
Ahora en la Universidad de Pensilvania han mejorado este proceso mediante la utilización nanotubos de dióxido de titanio o titania (un material cerámico similar a la alúmina pero con titanio en lugar de aluminio). El grupo, dirigido por Craig Grimes, ha publicado recientemente este hallazgo en Nano Letters (vol. 5, pp. 191-195.2005).

Esquema de una célula solar de tinte basada en nanotubos de titania: Penn State University.

Según este investigador el sistema funciona muy bien. Basta con añadir agua a estos nanotubos y la luz solar al iluminarlos provee de la energía necesaria para que los nanotubos dividan el agua en hidrogeno y oxígeno. Con una formación muy ordenada de nanotubos y luz ultravioleta la eficiencia en la conversión es del 13.1%. Este rendimiento es lo suficientemente bueno como para que el proceso sea rentable económicamente. Lo único que hay que mejorar es la respuesta en frecuencia, pues la luz ultravioleta es sólo una parte del espectro solar, y sería imprescindible hacer que el sistema operase también en luz visible.
Una manera muy conocida de conseguir esto es añadir un tinte que hace las veces de “intercambiador de frecuencias”. De hecho, usando dióxido de titanio corriente (principal componente de casi cualquier pintura de color blanco) y un tinte obtenido de bayas silvestres trituradas (zarzamoras) es posible crear una célula solar casera, aunque sea muy poco eficiente.
Las formaciones ordenadas de nanotubos de dióxido de titanio ya demostraron su eficacia en células solares productoras de electricidad (Nano Letters Vol. 6 No. 2) cuando actúan como electrodo negativo junto con un tinte. Este tipo de célula tiene la ventaja de que es muy barata en comparación con las habituales de silicio cristalino.
Según los autores las formaciones de nanotubos de titania proveen de un excelente camino para la percolación de electrones, funcionando como “autopistas de electrones” cuando son iluminados. Los resultados sugieren que las células solares de tinte basadas en nanotubos de titania pueden ser altamente eficaces con solo alargar la longitud de dichos nanotubos usando un tinte altamente eficiente

Fuente: Penn State University.