Una población mundial cada vez mayor, unida a la creciente industrialización, ha dado lugar a un gran aumento de la demanda global de energía. En la actualidad, los combustibles fósiles se utilizan para satisfacer la mayoría de estas demandas, representando el 86% del consumo de energía primaria.
Nuestra excesiva dependencia de estos combustibles es fundamentalmente defectuosa: su combustión libera dióxido de carbono atmosférico, y sólo hay una cantidad finita de ellos disponibles para la extracción. Es evidente que necesitamos llevar a cabo una transición a una infraestructura de energía renovable y de bajo consumo de gases de efecto invernadero, y se espera que el hidrógeno renovable desempeñe un papel importante en logro de esa meta.
En la actualidad se utilizan células solares fotovoltaicas para convertir la luz solar directamente en electricidad, pero el hidrógeno solar tiene la ventaja de que puede ser fácilmente almacenado, de modo que puede ser utilizado cómo y cuándo se necesite.
El hidrógeno renovable, ya puede ser producido por fotoelectrólisis donde la energía solar se utiliza para dividir las moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno. Sin embargo, a pesar de los importantes esfuerzos de investigación realizados durante las últimas cuatro décadas, aún quedan problemas fundamentales para que pueda adoptarse comercialmente, debido a la ineficiencia para producirla y a la falta de eficacia en función de los costos.
En este entorno, un grupo de físicos de la Universidad de Lancaster están desarrollando innovadores métodos para crear combustible renovable a partir del agua, usando la tecnología cuántica.
El Dr. Manus Hayne, académico del Departamento de Física de Lancaster y autor principal del estudio, expresó: “Para que la investigación progrese, es claramente necesario la innovación en el desarrollo de materiales y el diseño de nuevos dispositivos.”
El estudio realizado por los investigadores, proporciona la base para un trabajo experimental que a su vez proporcionará información para refinar y desarrollar el modelo que tenga como propósito la producción de hidrógeno solar, para ser utilizado como combustible renovable.
Además, el estudio demuestra que el uso de novedosas nanoestructuras, podría incrementar el máximo fotovoltaje generado en una célula fotoelectroquímica, aumentando la productividad de la división de moléculas de agua.
Aparte de de ser abundante, el hidrógeno también es muy flexible, por lo que su producción resultaría muy ventajosa para las comunidades remotas. Se puede convertir en electricidad, en una celda de combustible, o puede ser quemado en una caldera o una cocina, igual que el gas natural; incluso puede utilizarse para surtir aviones.
Los autores del estudio señalaron que este sistema nunca ha sido investigado ni teórica ni experimentalmente, por lo que hay un amplio margen de trabajo para ampliar los resultados obtenidos en el estudio.