La declaración oficial de Toyota no podría comenzar de manera más utópica: "Se siente como magia: ponemos un dispositivo específico en contacto con el aire, lo exponemos a la luz solar y comienza a producir combustible de forma gratuita".
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Primero, el combustible al que se refieren no es gasolina o diesel, sino hidrógeno. Y como sabemos, Toyota es uno de los principales actores en este ámbito, el de los vehículos de pila de combustible, o pila de combustible, que utilizan hidrógeno para generar la energía eléctrica necesaria para poner el vehículo en marcha.
Uno de los mayores obstáculos para la expansión de esta tecnología reside precisamente en la producción de hidrógeno. A pesar de ser el elemento más abundante en el universo, lamentablemente siempre aparece “unido” a otro elemento, un ejemplo común es la molécula de agua, H2O, que requiere procesos complicados y costosos para separarlo y almacenarlo.
Y como recuerda Toyota, la producción de hidrógeno sigue utilizando combustibles fósiles, escenario que la marca japonesa pretende cambiar.
Según un comunicado de Toyota Motor Europe (TME) lograron un importante avance tecnológico. En asociación con DIFFER (Instituto Holandés de Investigación Energética Fundamental) desarrolló un dispositivo capaz de absorber el vapor de agua presente en el aire, separando directamente hidrógeno y oxígeno utilizando solo energía solar - por lo tanto obtenemos combustible gratis.
Básicamente, hay dos razones para este desarrollo conjunto. Primero, necesitamos combustibles nuevos y sostenibles, como el hidrógeno, que puedan reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles; en segundo lugar, es necesario reducir la emisión de gases de efecto invernadero.
La división de Investigación de Materiales Avanzados de TME y el grupo de Procesos Catalíticos y Electromecánicos para Aplicaciones Energéticas de DIFFER, liderado por Mihalis Tsampas, trabajaron juntos para lograr un método de dividir el agua en sus elementos constituyentes en su fase gaseosa (vapor) y no en la fase líquida más común. Las razones son aclaradas por Mihalis Tsampas:
Mihalis Tsampas, procesos catalíticos y electromecánicos para aplicaciones energéticas de DIFFERTrabajar con gas en lugar de líquido tiene varias ventajas. Los líquidos tienen algunos problemas, como ampollas involuntarias. Además, al utilizar agua en su fase gaseosa en lugar de en su fase líquida, no necesitamos costosas instalaciones para purificar el agua. Y finalmente, como solo usamos el agua presente en el aire que nos rodea, nuestra tecnología es aplicable en lugares remotos donde no hay agua disponible.
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El primer prototipo
TME y DIFFER demostraron cómo funcionaba el principio, desarrollando una nueva celda fotoelectroquímica de estado sólido capaz de capturar agua del aire ambiente, donde, después de la exposición al sol, comenzó a generar hidrógeno.
Este primer prototipo logró lograr un impresionante 70% del rendimiento logrado por un dispositivo lleno de agua equivalente - prometedor. El sistema comprende membranas de electrolitos poliméricos, fotoelectrodos porosos y materiales absorbentes de agua, combinados en un dispositivo específico con membrana integrada.
los siguientes pasos
El prometedor proyecto, a la vista de los resultados ya obtenidos, logró que se le asignaran fondos del NWO ENW PPS Fund. El siguiente paso es mejorar el dispositivo. El primer prototipo usó fotoelectrodos que se sabía que eran muy estables, pero tenía sus limitaciones, como dice Tsampas: “… el material utilizado solo absorbía luz ultravioleta, que constituye menos del 5% de toda la luz solar que llega a la Tierra. El siguiente paso es aplicar materiales de última generación y optimizar la arquitectura para aumentar la absorción de agua y luz solar ”.
Después de superar este obstáculo, es posible que se pueda escalar la tecnología. Las células fotoelectroquímicas que se utilizan para producir hidrógeno son muy pequeñas (alrededor de 1 cm2). Para ser económicamente viables, tienen que crecer al menos de dos a tres órdenes de magnitud (de 100 a 1000 veces más grandes).
Según Tsampas, a pesar de no haber llegado todavía allí, tiene la esperanza de que este tipo de sistema en el futuro pueda servir no solo para ayudar a mover autos, sino también para dar energía a las casas.