Un equipo de investigación de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST), en Corea del Sur, ha logrado desarrollar un sistema artificial de hoja solar capaz de producir hidrógeno verde de manera eficiente, estable y escalable. Inspirado en la fotosíntesis natural, este dispositivo genera hidrógeno exclusivamente a partir de agua y luz solar, sin necesidad de energía externa ni emisiones de carbono, lo que representa un hito en la producción limpia de hidrógeno.

Superando los límites de eficiencia y durabilidad
Liderado por los profesores Jae Sung Lee, Sang Il Seok y Ji-Wook Jang del Departamento de Ingeniería Química y Energética de UNIST, el equipo desarrolló fotoelectrodos de 1 cm² utilizando perovskita dopada con cloro (Cl:FAPbI₃) como material absorbente de luz, y óxido de estaño insensible a los rayos UV (Cl:SnO₂) como capa de transporte electrónico. Estos fueron encapsulados con láminas de níquel recubiertas con electrocatalizadores, logrando una densidad de fotocorriente alta y operación continua durante 140 horas con un 99% de retención del rendimiento inicial.

Una hoja artificial que escala como un panel fotovoltaico
La innovación central reside en la integración de 16 de estos fotoelectrodos en una configuración de 4×4, formando un módulo funcional de 16 cm² con arquitectura paralela entre fotoánodo y fotocátodo. Esta hoja artificial modular logró una eficiencia de conversión solar-a-hidrógeno del 11,2% bajo iluminación estándar de un sol, superando el umbral del 10% considerado mínimo para aplicaciones comerciales.

Tecnología lista para escalar hacia el uso real
A diferencia de los sistemas convencionales fotovoltaico-electroquímicos (PV-EC), que convierten primero la luz en electricidad para luego producir hidrógeno, esta tecnología realiza una conversión directa de energía solar a química, lo que reduce pérdidas eléctricas y necesidades de espacio. Según el profesor Lee, “este logro trasciende las pruebas de laboratorio al alcanzar eficiencia a nivel de módulo, lo que representa un paso clave hacia su despliegue en el mundo real”. Agregó que “la posibilidad de escalar estas hojas artificiales en paneles similares a los solares abre el camino para su adopción comercial”.

Impacto científico y respaldo institucional
Los resultados de este estudio fueron publicados el 6 de mayo de 2025 en Nature Communications, una de las revistas científicas más prestigiosas del mundo, con un factor de impacto de 14,7. El proyecto fue financiado por el Ministerio de Ciencia y TIC de Corea del Sur (MSIT), a través del Programa de Respuesta al Cambio Climático, el proyecto Brainlink y el Programa de Investigación en Ciencia Básica.

Este desarrollo representa un paso sustantivo en la carrera hacia la neutralidad de carbono, al ofrecer una solución limpia, eficiente y escalable para la producción de hidrógeno verde.