La preocupación por el cambio climático está en constante aumento y numerosos científicos se dedican a encontrar soluciones a este desafío. En este contexto, se han desarrollado diversas innovaciones en el ámbito de las fuentes de energía renovable para los próximos años.
Un notable avance proviene de un equipo de investigadores de la Universidad de Cambridge, quienes han creado un dispositivo flotante alimentado por energía solar. Este dispositivo tiene la capacidad de convertir agua contaminada o agua del mar en combustible de hidrógeno limpio y agua purificada.
Su versatilidad permite su funcionamiento en cualquier parte del mundo, siendo particularmente valioso en entornos con recursos limitados o incluso inexistentes.
¿Cómo funciona?
El diseño de este dispositivo se basa en el proceso de fotosíntesis, el cual imita la forma en que las plantas convierten la luz solar en alimento. A diferencia de versiones anteriores que producían combustible de hidrógeno verde a partir de fuentes de agua limpia, este innovador dispositivo opera eficazmente con agua contaminada o de mar, generando simultáneamente agua potable limpia.
Los investigadores detallaron que el dispositivo ha sido sometido a pruebas exitosas, demostrando su eficacia tanto con agua de mar como con el agua del río Cam, ubicado en el centro de Cambridge.
El dispositivo está compuesto por un fotocatalizador o PC y un generador de vapor solar (SVG). Estos componentes trabajan de manera conjunta para dividir y purificar el agua de fuentes abiertas de manera simultánea.
El fotocatalizador se encuentra sobre una malla de carbono poroso nanoestructurada, que no solo absorbe eficientemente el calor sino también la luz, generando así el vapor de agua necesario para el proceso de producción de hidrógeno por parte del fotocatalizador.
La malla de carbono está estratégicamente recubierta para resistir el desgaste causado por el agua, permitiendo que el fotocatalizador flote sobre la superficie. Esta característica hace que el dispositivo sea completamente flotante, evitando que los contaminantes del agua subyacente afecten su rendimiento.
Este sistema exhibe una eficiencia destacada en la conversión de energía solar a hidrógeno, generando combustible verde de manera efectiva. Su capacidad para mantener un rendimiento constante, incluso con agua contaminada o de mar, es impresionante.
Además, demuestra una estabilidad operativa notable, manteniendo su funcionamiento ininterrumpido durante más de 154 horas en ambientes marinos y otras corrientes de desechos acuosos.
Desarrollo sostenible
El doctor, Chanon Pornrungroj, del departamento de Química Yusuf Hamied de la Universidad de Cambridge, asegura que la división del agua impulsada por la energía solar requeriría si o si agua pura para su procedimiento: "la división del agua impulsada por la energía solar, donde las moléculas del agua se descomponen en hidrógeno y oxígeno, debe comenzar con agua totalmente pura, porque cualquier contaminante puede envenenar el catalizador o causar reacciones químicas secundarias no deseadas".
Esto se veía como un desafío, ya que el propósito principal de este equipo era su implementación en regiones donde el suministro de agua pura y limpia no es la normal. Esta dificultad se veía agravada por la carencia de infraestructura adecuada para la purificación o desalinización del agua en países en desarrollo, lo que volvía poco viable la productividad de un dispositivo de este tipo.
Fue entonces cuando surgió la innovadora técnica de colocar el fotocatalizador sobre una malla de carbono. Al permitir que el fotocatalizador flote y se mantenga separado del agua circundante, se logra evitar que los contaminantes afecten la producción, garantizando así la generación continua de energía.
La capacidad de este dispositivo para generar tanto combustible completamente ecológico como agua limpia presenta un abanico de oportunidades.
Esto podría resolver algunos de los problemas más urgentes relacionados con el suministro de energía y agua en las regiones del mundo más afectadas por el cambio climático. Además, abre la puerta al uso del hidrógeno que sustituye a combustibles más perjudiciales y riesgosos, como el queroseno.
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