L’IREC ha desenvolupat un procés de síntesi i processament de nanomaterials que permet obtenir una molt alta eficiència en la conversió de fotons a electrons amb el consegüent augment de productivitat en l’obtenció d’hidrogen en un fotoreactor a partir d’un procés de fotoelectrocatàlisis.
Els costos del procés i l’anàlisi del balanç energètic implicat garanteixen una producció competitiva, obrint clares expectatives per aconseguir eficiències factibles des del punt de vista industrial en la conversió directa de l’energia solar a combustibles.
La principal innovació aportada radica en l’ús de nanofils sotmesos a tractament específic que permeten controlar la seva qualitat i estats superficials que afavoreixen els processos fotocatalítics.
La molècula de hidrogen constitueix el bloc elemental de la denominada economia del C1 (molècules basades en un carbó) i de l’ hidrogen que permet definir un futur energètic diferent de l’actual basat en combustibles fòssils, lliure de dependències geopolítiques associades als mateixos i disminuint els impactes mediambientals.
Així mateix la molècula d’hidrogen constitueix un dels principals transportadors d’energia química en permetre, mitjançant la seva combustió, recuperar el seu alt contingut energètic i obtenir aigua com a subproducte de la combustió, en lloc de CO2, evitant els efectes sobre el canvi climàtic.
L’interès sobre la utilització d’hidrogen com a combustible ha estat tradicionalment relacionat a l’ús de piles de combustible com a sistema electroquímic per a la producció d’electricitat amb molt alta eficiència, >45%, a diferència d’altres mètodes com microturbinas o motors de combustió interna que presenten eficiències inferiors al 30%. No obstant això i malgrat els seus avantatges, la necessitat de desenvolupar la corresponent infraestructura i de disposar de sistemes de producció barats i eficients ha dificultat la seva implementació.
Actualment, la possibilitat d’injectar hidrogen en els gasoductes i utilitzar aquests com a sistemes d’emmagatzematge de l’energia amb una gran capacitat ha accelerat les expectatives sobre la utilització de l’hidrogen, havent crescut enormement l’ interès en els mètodes de producció del mateix amb costos competitius com el desenvolupat per IREC.
Aquest sistema serà estès, sobre la base de la participació de l’IREC en el consorci europeu SOLAROGENIX de centres de recerca i empreses, a l’obtenció directa de l’ hidrogen a partir de l’aigua del mar. Per a això, s’utilitzaran materials alternatius per obtenir fotoelectrodes nanoestructurats tridimensionals de gran àrea efectiva en base a l’aplicació de nanoestructures unidimensionals, alhora que seran controlades les seves propietats amb l’objectiu d’incrementar la seva capacitat fotocatalítica. Aquests avanços seran inclosos en un nou disseny de reactors fotoelectrocatalítics per a la producció i captura de l’ hidrogen obtingut.
El projecte SOLAROGENIX contempla el desenvolupament d’un demostrador precomercial d’un fotoreactor amb eficiències superiors al 5% i producció de més de 20 litres d’hidrogen per metre quadrat hora capaç de treballar amb aigua del mar. El projecte SOLAROGENIX va començar al febrer 2013 i tindrà una durada de 3 anys. El pressupost total del projecte ascendeix aproximadament a 4 milions d’euros, i es finançat pel setè programa marc de la Comissió Europea (FP7-NMP).
