Un m\u00e9todo barato ha logrado el triplete de la tecnolog\u00eda de sostenibilidad: produce hidr\u00f3geno \u2018verde\u2019 libre de carbono mediante electr\u00f3lisis de agua de mar con energ\u00eda solar y genera agua potable.<\/p>\n
El dispositivo h\u00edbrido de destilaci\u00f3n solar-electr\u00f3lisis de agua (HSD-WE) de un equipo liderado por la Universidad de Cornell y publicado en Energy and Environmental Science, produce actualmente 200 mililitros de hidr\u00f3geno por hora con una eficiencia energ\u00e9tica del 12,6 % directamente a partir de agua de mar bajo la luz solar natural. Los investigadores estiman que, en 15 a\u00f1os, esta tecnolog\u00eda podr\u00eda reducir el coste de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno verde a 1 d\u00f3lar por kilogramo, un paso clave para alcanzar cero emisiones netas para 2050.<\/p>\n
\u00abTanto el agua como la energ\u00eda son esenciales para nuestra vida diaria, pero, por lo general, para producir m\u00e1s energ\u00eda, es necesario consumir m\u00e1s agua\u00bb, afirm\u00f3 en un comunicado Lenan Zhang, profesor adjunto de la Escuela Sibley de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica y Aeroespacial de Cornell, quien dirigi\u00f3 el proyecto. Por otro lado, necesitamos agua potable, ya que dos tercios de la poblaci\u00f3n mundial se enfrentan a la escasez de agua. Por lo tanto, existe un cuello de botella en la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno verde, que se refleja en el coste.<\/p>\n
El hidr\u00f3geno verde se produce dividiendo mol\u00e9culas de agua de alta pureza (es decir, desionizada) en hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno mediante electr\u00f3lisis. El elevado coste se debe a la enorme cantidad de agua limpia que requiere el proceso; el coste de fabricaci\u00f3n del hidr\u00f3geno verde puede ser aproximadamente diez veces superior al del hidr\u00f3geno convencional.<\/p>\n
Sol y agua de mar, abundantes y gratuitos<\/p>\n
\u00abPor eso ideamos esta tecnolog\u00eda\u00bb, explic\u00f3 Zhang. \u00abPensamos: \u2018Bien, \u00bfcu\u00e1l es el recurso m\u00e1s abundante de la Tierra?\u2019. El sol y el agua de mar son b\u00e1sicamente recursos infinitos y, adem\u00e1s, gratuitos\u00bb.<\/p>\n
Como investigador del Instituto Tecnol\u00f3gico de Massachusetts (MIT), Zhang comenz\u00f3 a explorar maneras de utilizar la energ\u00eda solar para convertir el agua de mar en agua potable mediante la desalinizaci\u00f3n t\u00e9rmica, una iniciativa que la revista Time anunci\u00f3 como uno de los \u00abMejores Inventos de 2023\u00bb. Para cuando Zhang lleg\u00f3 a Cornell en 2024, ya contaba con apoyo de la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencias para expandir la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n de hidr\u00f3geno verde.<\/p>\n
En colaboraci\u00f3n con investigadores del MIT, la Universidad Johns Hopkins y la Universidad Estatal de Michigan, el equipo de Zhang dise\u00f1\u00f3 un prototipo de dispositivo de 10 x 10 cent\u00edmetros que aprovecha una de las desventajas de la energ\u00eda fotovoltaica: su relativamente baja eficiencia. La mayor\u00eda de las c\u00e9lulas fotovoltaicas solo pueden convertir aproximadamente el 30 % de la energ\u00eda solar en electricidad, y el resto se disipa como calor residual. Sin embargo, el dispositivo del equipo logra aprovechar la mayor parte de ese calor residual y lo utiliza para calentar el agua de mar hasta que se evapora.<\/p>\n
\u00abB\u00e1sicamente, la luz solar de longitud de onda corta interact\u00faa con la c\u00e9lula solar para generar electricidad, y la luz de longitud de onda m\u00e1s larga genera el calor residual para alimentar la destilaci\u00f3n del agua de mar\u00bb, explic\u00f3 Zhang. \u00abDe esta manera, se puede aprovechar al m\u00e1ximo toda la energ\u00eda solar. No se desperdicia nada\u00bb.<\/p>\n
Para que se produzca la evaporaci\u00f3n t\u00e9rmica interfacial, existe un componente crucial, llamado mecha capilar, que atrapa el agua en una fina pel\u00edcula que est\u00e1 en contacto directo con el panel solar. De esta manera, solo es necesario calentar la fina pel\u00edcula, en lugar de un gran volumen de agua, y la eficiencia de evaporaci\u00f3n se incrementa a m\u00e1s del 90 %. Una vez que el agua de mar se evapora, la sal se queda atr\u00e1s y el vapor desalinizado se condensa en agua limpia, que pasa a trav\u00e9s de un electrolizador que divide las mol\u00e9culas de agua en hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno.<\/p>\n
\u00abSe trata de una tecnolog\u00eda altamente integrada. El dise\u00f1o fue un desaf\u00edo debido a la compleja interacci\u00f3n: desalinizaci\u00f3n con electr\u00f3lisis, electr\u00f3lisis con el panel solar, y el panel solar con la desalinizaci\u00f3n mediante la conversi\u00f3n y el transporte de energ\u00eda solar, el\u00e9ctrica, qu\u00edmica y t\u00e9rmica\u00bb, explic\u00f3 Zhang.<\/p>\n
\u00abAhora, por primera vez, podemos producir una cantidad suficiente de agua para satisfacer la demanda de hidr\u00f3geno. Y tambi\u00e9n tenemos agua potable adicional. Dos p\u00e1jaros de un tiro\u00bb, a\u00f1adi\u00f3.<\/p>\n
Reducci\u00f3n de costes al 10 por ciento<\/p>\n
El costo actual de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno verde es de aproximadamente 10 d\u00f3lares por kilogramo, seg\u00fan Zhang, pero dada la abundancia de luz solar y agua de mar, en 15 a\u00f1os el dispositivo de su equipo podr\u00eda reducir el costo a 1 d\u00f3lar por kilogramo. Zhang tambi\u00e9n ve el potencial de incorporar la tecnolog\u00eda en parques solares para refrigerar paneles fotovoltaicos, lo que mejorar\u00eda su eficiencia y prolongar\u00eda su vida \u00fatil.<\/p>\n
\u00abQueremos evitar las emisiones de carbono y la contaminaci\u00f3n. Pero, al mismo tiempo, tambi\u00e9n nos preocupa el costo, ya que a menor costo, mayor potencial de mercado para su adopci\u00f3n a gran escala\u00bb, afirm\u00f3. \u00abCreemos que existe un enorme potencial para futuras instalaciones\u00bb.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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