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Generando energía desde la polución

Hasta ahora hablábamos de energías limpias cuando estaban generadas por medios no contaminantes, como la eólica o la solar. Ahora, la propia lucha contra la contaminación en el aire y el agua podría tener un resultado inesperado por la mayoría, gracias a las investigaciones que se están llevando a cabo para convertir las aguas residuales o los cielos contaminados en fuentes de energía. Teniendo en cuenta que los sistemas de reciclado normalmente además consumen algún tipo de energía, esta es una muy buena noticia.

Purificar el aire y generar hidrógeno al mismo tiempo

Investigadores de la Universidad de Amberes y KU Leuven (Universidad de Lovaina), Bélgica, han desarrollado un proceso que purifica el aire, y al mismo tiempo, genera energía. El aparato sólo necesita ser expuesto a la luz para hacerlo funcionar. Mediante un pequeño dispositivo con dos espacios separados por una membrana, el aire se limpia por un lado mientras que el otro produce gas hidrógeno a partir de algunos de los elementos en degradación. Este gas puede ser almacenado para utilizarse posteriormente como combustible de autobuses, por ejemplo.

El corazón de la solución se encuentra en el nivel de la membrana, donde los investigadores utilizan los nanomateriales específicos. “En el pasado, estas células se utilizaban sobre todo para extraer hidrógeno del agua. Se ha descubierto ahora que esto también es posible, e incluso más eficiente, con el aire contaminado. Además el proceso es realmente sencillo: el dispositivo sólo necesita ser expuesto a la luz.

El objetivo de los investigadores es utilizar la luz solar, ya que los procesos que subyacen en esta tecnología son similares a los encontrados en los paneles solares.

La diferencia aquí es que la electricidad no se genera directamente, sino más bien se purifica el aire mientras que la energía generada se almacena como gas hidrógeno.

Extraer hidrógeno de la polución
©UAntwerpen and KU Leuven

Fuente: University Abtwerpen  Estudio completo: Wiley Online LIbrary

Obteniendo hidrógeno de aguas residuales

Del mismo modo que los investigadores han sido capaces de generar hidrógeno a partir de los componentes de la polución del aire, las aguas contaminadas que han de ser procesadas para su reutilización o vertido a los ríos pueden proporcionar un biocombustible que sea utilizado para generar hidrógeno. Este hidrógeno puede convertir después el bioaceite generado en combustibles líquidos. De esta forma se resuelven dos problemas al mismo tiempo, después de un trabajo de varios años, según el director del proyecto Abhijeet Borole, del Departamento de Laboratorio Nacional de Energía de Oak Ridge.

Una demostración a escala de laboratorio del equipo puede producir 11,7 litros de hidrógeno por día a un ritmo que se requieren para aplicaciones industriales.

Borole señala que aunque se requiere más trabajo para llevar la tecnología a escala comercial, su progreso demuestra el potencial de electrólisis microbiana para hacer bio-refinerías más eficientes y económicamente viables.

Alex Lewis, a doctoral student with the Bredesen Center for Interdisciplinary Research and Education, samples a microbial electrolysis cell to measure hydrogen and proton concentrations.

Al igual que una refinería de petróleo convencional, el concepto bio-refinería se centra en la conversión de materiales vegetales en productos de mayor valor, incluyendo combustibles de hidrocarburos y productos químicos.

La electrólisis microbiana es alimentada por bacterias que digieren los compuestos orgánicos y generan una corriente eléctrica. Borole puso estas bacterias a trabajar en la descomposición de ácidos orgánicos en el bio-aceite líquido que se producen a partir de materias primas vegetales. Normalmente, aproximadamente un cuarto del bio-aceite líquido es el agua contaminada que contiene ácidos corrosivos.

El hidrógeno generado a partir de los microbios podría desplazar la necesidad de gas natural, que se utiliza más adelante en el proceso de producción para mejorar el bio-aceite en combustibles líquidos.

A microbial electrolysis process developed at Oak Ridge National Laboratory recycles wastewater from biofuel production into hydrogen

Fuente: Oak Ridge National Laboratory  Descargable: RSC.org