El estudio fruto de la colaboración del grupo MINOS de la Universidad Rovira i Virgili y la Universidad Tecnológica de Brno (República Checa) ha desarrollado nanomateriales tridimensionales con propiedades fotoelectroquímicas para la generación de energía.
La descomposición fotoelectroquímica del agua se está desarrollando rápidamente y representa una buena aproximación para transformar energía solar en hidrógeno, una fuente de energía limpia que se puede almacenar. En este sentido, se ha investigado el óxido de tungsteno como material para la generación fotoelectroquímica de hidrógeno, es decir, mediante una reacción electroquímica inducida por un efecto fotoeléctrico.
En estos dispositivos prácticos -que ofrecen un rendimiento suficiente bono para poderlos utilizar en la generación de hidrógeno de manera efectiva- , la superficie del material semiconductor nanoestructurado absorbe la energía solar y actúa como electrodo para la electrólisis del agua, su descomposición en oxígeno e hidrógeno. A pesar de todo, con una capacidad de absorber el 12% del espectro solar y con un límite teórico relativamente bajo por la fotocorriente generada bajo iluminación solar, el material parece lejos de ofrecer las prestaciones necesarias para una aplicación práctica.
Técnica de anodización
En el trabajo se han desarrollado agrupaciones autoorganizadas de columnas de óxido de tungsteno mediante la técnica de anodización asistida por alúmina porosa anódica, un óxido de aluminio preparado por medios electroquímicos. Empleando diferentes condiciones de anodización, se han obtenido diferentes nanoestructuras en forma de columnas (con diferentes diámetros y alturas). Variando las condiciones del tratamiento posterior, tratamientos térmicos a 500-550°C en vacío o aire, junto con la disolución selectiva de la alúmina porosa anódica, ha permitido controlar la composición de las nanocolumnas de óxido de tungsteno, su estructura cristalina y las propiedades eléctricas. En particular, las estructuras de diámetro más grande tratadas en aire muestran un comportamiento excelente en la descomposición fotoelectroquímica del agua: un bajo potencial de inicio, una elevada fotocorriente generada y la ausencia de signos de fotocorrosión.
Con esta investigación, se han creado nuevos nanomateriales cuyas características permiten la descomposición fotoelectoquímica del agua y facilitan la generación de hidrógeno. Por lo tanto, esta técnica utiliza una forma de energía renovable, virtualmente inagotable que no produce gases responsables del efecto invernadero.