Sistema de hidrógeno verde con eficiencia fotovoltaica
Fecha de publicación: marzo 19, 2024
Autor: Sergio Matalucci
Un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Ulsan (UNIST) de Corea del Sur ha diseñado un sistema fotoelectroquímico (PEC, por sus iniciales en inglés) escalable alimentado por energía fotovoltaica para producir hidrógeno verde que, según se informa, alcanza una eficiencia de conversión de energía solar en hidrógeno (STH) del 9,8%.
El objetivo principal de este proyecto es contribuir al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), en particular el ODS 7 (Energía asequible y no contaminante) y el ODS 13 (Acción por el clima).
Descripción del sistema
El sistema utiliza un fotoánodo formado por dos células fotovoltaicas de un material de perovskita conocido como triyoduro de formamidinio y plomo (FAPbI3). El fotoánodo está encapsulado en una lámina de níquel (Ni) y un electrocatalizador a base de Ni, hierro (Fe) e hidroperóxido (OOH).
Las células solares utilizadas para el fotoánodo tienen una estructura p-i-n y se basan en un sustrato de vidrio y óxido de estaño dopado con flúor (FTO). También se basan en una capa de transporte de electrones (ETL) de dióxido de titanio (TiO2), el absorbedor de perovskita, una capa de bloqueo de huecos spiro-OMeTAD y un contacto metálico de oro (Au).
El sistema ha sido diseñado teniendo en cuenta los principios del ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura) y el ODS 11 (Ciudades y comunidades sostenibles), ya que busca la integración de varios componentes en un único dispositivo PEC para minimizar la complejidad del sistema y reducir su costo.
Resultados y conclusiones
El prototipo del sistema de división de agua PEC alcanzó una eficiencia de conversión de energía solar en hidrógeno del 9,8% para un dispositivo con un tamaño de 0,25 cm2, y del 8,5% para un sistema que mide 123,2 cm2.
Si bien estos resultados demuestran la posibilidad de mantener una alta eficiencia en fotoánodos de células grandes, los investigadores reconocen que aún se requiere mejorar la eficiencia y estabilidad del sistema para una producción práctica de hidrógeno PEC.
En resumen, este sistema de hidrógeno verde con eficiencia fotovoltaica es un avance significativo hacia la producción sostenible de hidrógeno, contribuyendo así a los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con la energía limpia y la acción climática.
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Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados
- Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
- Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
- Objetivo 13: Acción por el clima
Metas específicas de los ODS identificadas
- Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global
- Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a servicios básicos y tecnologías de información y comunicación
- Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales
Indicadores de los ODS mencionados en el artículo
- Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía
- Indicador 9.4.1: Valor agregado de la producción manufacturera con tecnologías intensivas en I+D y valor agregado de la producción manufacturera con tecnologías limpias y eficientes en recursos, como porcentaje del valor agregado bruto total de la producción manufacturera
- Indicador 13.2.1: Impacto climático total de los compromisos asumidos por los países en virtud del Acuerdo de París
Tabla de ODS, metas e indicadores
| ODS | Metas | Indicadores |
|---|---|---|
| Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante | Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global | Indicador 7.2.1: Proporción de energía renovable en el consumo final de energía |
| Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura | Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a servicios básicos y tecnologías de información y comunicación | Indicador 9.4.1: Valor agregado de la producción manufacturera con tecnologías intensivas en I+D y valor agregado de la producción manufacturera con tecnologías limpias y eficientes en recursos, como porcentaje del valor agregado bruto total de la producción manufacturera |
| Objetivo 13: Acción por el clima | Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales | Indicador 13.2.1: Impacto climático total de los compromisos asumidos por los países en virtud del Acuerdo de París |
El artículo aborda principalmente el desarrollo de un sistema de hidrógeno verde basado en energía solar y perovskita. Esto se relaciona con el Objetivo 7 de Energía asequible y no contaminante, ya que el hidrógeno verde es una forma de energía renovable. Además, el artículo menciona la integración de varios componentes en un único dispositivo para minimizar la complejidad del sistema y reducir su costo, lo que se alinea con el Objetivo 9 de Industria, innovación e infraestructura.
En términos de metas específicas, el artículo no menciona directamente las metas de los ODS. Sin embargo, se puede inferir que se están trabajando hacia la Meta 7.2 de aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global, ya que el sistema de hidrógeno verde utiliza energía solar para producir hidrógeno. También se puede relacionar con la Meta 9.4 de mejorar la infraestructura tecnológica, ya que el sistema busca optimizar el diseño y la eficiencia del dispositivo.
En cuanto a los indicadores, el artículo no menciona explícitamente los indicadores de los ODS. Sin embargo, se pueden identificar posibles indicadores relevantes. El Indicador 7.2.1 de proporción de energía renovable en el consumo final de energía podría ser relevante para medir el progreso hacia el objetivo de aumentar la proporción de energía renovable en el mix energético global. El Indicador 9.4.1 de valor agregado de la producción manufacturera con tecnologías limpias y eficientes en recursos podría ser relevante para medir el progreso hacia el objetivo de mejorar la infraestructura tecnológica. Por último, el Indicador 13.2.1 de impacto climático total de los compromisos asumidos por los países en virtud del Acuerdo de París podría ser relevante para medir el progreso hacia el objetivo de integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales.
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Fuente: pv-magazine-mexico.com
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En base al artículo, se puede concluir que el sistema fotovoltaico de separación de agua logra una eficiencia de conversión de energía solar en hidrógeno del 9,8%, lo cual representa un avance significativo en la producción de energía limpia y sostenible. Este tipo de tecnología promete ser una solución prometedora para la generación de energía renovable y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.