La luz solar genera hidrógeno a través de silicio poroso
Un equipo de ingenieros mecánicos de Penn State ha ideado una forma de generar hidrógeno a partir del agua. Lo consiguen fabricando silicio poroso mediante un procedimiento que parte de la base de la energía solar. El equipo considera que este método también es aplicable a los biosensores, la electrónica óptica y las baterías.
El proceso de fabricación de silicio poroso consiste en sustraer, como en la escultura, todas las partes innecesarias para quedarse con lo necesario.
Según un tal Wang, el silicio es de gran importancia gracias a su propiedad de semiconductividad. Para fabricar silicio poroso hay que grabar, con lo que se pierde mucho material en el proceso. Wang y su equipo utilizan un método de base química para acumular material en lugar de eliminarlo.
Empiezan con una de las fuentes más baratas de silicio, el tetracloruro de silicio. Tras la extracción, se utiliza una aleación de sodio y potasio para tratar el material. Wang también afirmó que los enlaces entre el cloro y el silicio en el tetracloruro de silicio son muy fuertes, por lo que se necesita un agente reductor igual de fuerte. La aleación de sodio y potasio cumple los requisitos.
El cloro se unirá al potasio, al silicio, al cloruro de sodio, al cloruro de potasio y al sodio cuando se rompan los enlaces. Esta unión es sólida y da lugar a un material formado por cristales de sal que se encuentran en el silicio. A continuación se trata por calentamiento y para eliminar la sal se lava con agua. El material queda entonces con poros cuyo tamaño oscila entre cinco y quince nanómetros.
Todo el procedimiento debe realizarse en una zona libre de oxígeno en el aire. Los investigadores llevaron a cabo este procedimiento en una atmósfera llena de argón. Esto se debe a que la aleación de sodio y potasio es muy reactiva.
Wang cree que el proceso puede ampliarse hasta el nivel de fabricación, ya que existen procesos a escala industrial que utilizan la aleación de sodio y potasio, por lo que pueden adoptarla para fabricar este nuevo tipo de silicio.
Debido a los numerosos poros de las partículas de silicio, la superficie es grande y puede utilizarse como catalizador cuando el sol brilla sobre el agua y el silicio poroso. Es la energía del sol la que excita el electrón que reducirá el agua y generará hidrógeno en forma gaseosa.
