Imagina un dispositivo óptico que emplee agua, luz solar, y magnesio para producir abundante hidrógeno y energía eléctrica. Al menos el concepto es teóricamente viable, tal y como explican en Ars Technica. El obetivo no es otro que aprovechar de forma más eficiente el tremendo caudal energético con el que nos obsequia el sol a diario. Y para ponerlo en práctica habría que hacer algo así:

Añadir magnesio al agua (publiqué el post anterior para ilustrar esta reacción) y calentar la mezcla (ahí entra en juego la energía solar). El magnesio arderá, empleará el oxígeno de las moléculas del agua y liberará hidrógeno. El hidrógeno emergerá en superficie en forma de burbujas y las pilas de combustible podrán emplearlo (tomando más oxígeno del aire del exterior) para generar más agua. Bonito ¿verdad? pero hay un problema. El magnesio se agota rápidamente, a no ser que seamos capaces de revertir la oxidación.

Pues si, resulta que el magnesio puede desoxidarse, pero para lograrlo hace falta un montón de energía (concretamente 100.000W/cm2). Y claro, esto es un problema porque para alcanzar ese nivel hay que recolectar muchísima luz del sol y hacerla converger sobre una superficie muy pequeña.

Bueno, puede que solamente con sol la cosa sea complicada… pero (y aquí tiraremos de racionamiento lateral) esto se puede lograr mediante un láser, y los láser pueden obtenerse concentrando energía solar.

Para probar este concepto los investigadores usaron lentes ligeras de Fresnel (las mismas que se emplean en los proyectores) para atrapar el mayor caudal posible de luz solar en un área pequeña. En el plano focal situaron un reflector cónico, lo cual básicamente sirve para que la luz rebote a su alrededor como una bola de ping pong. En el centro del reflector cónico ubicaron un cristal láser (el medio en el que se moverá el láser) al que desnaturalizaron con un poco de cromo para evitar la absorción de luz del espectro próximo al infrarrojo típica de los cristales láser normales. Al cromo le encanta absorber luz del espectro visible, y no puede librarse por si solo de la energía, por lo que la transfiere a los otros átomos del cristal.

De este modo los investigadores demostraron que se conseguía un nivel de iluminación relativamente equitativo en la totalidad del cristal láser, lo cual daba como resultado un láser con una eficiencia del 10%. No parece demasiado espectacular, pero si la comparas con la de otros experimentos con láser solar descubrirás que basta una superficie de recolección de solo 4 metros cuadrados para conseguir un láser de 80W – esto es una mejora de casi un orden de magnitud con respecto a esfuerzos anteriores. Si este esquema funciona realmente, los investigadores pronto podría emplear estos láser para desoxidar el magnesio. De momento, con unos niveles de potencia tan pobres, conseguir esos 100.000W/cm2 es simplemente un sueño, pero ya podrían empezar a estudiarse la cantidad de tiempo y láser necesarios para desoxidar cantidades razonables de magnesio.

Ah, y si el proceso algún día llega a funcionar, el magnesio desoxidado sadría a temperaturas realmente altas, por lo que se podría recuperar ese calor mediante turbinas de vapor.

El trabajo se ha publicado en Journal of Applied Physics