Tecnología verde para convertir agua en combustible

Científicos de la Universidad de Stanford han diseñado un mecanismo electrocatalítico que funciona como el pulmón de un mamífero para convertir el agua en combustible. Su investigación, publicada en la revista 'Joule', podría ayudar a que las tecnologías de energía limpia existentes a funcionar de manera más eficiente. El acto de inhalar y exhalar es muy automático para la mayoría de los organismos, pero el proceso de respiración de los mamíferos es en realidad uno de los sistemas más sofisticados de intercambio de gases de dos vías en la naturaleza.

Con cada respiración, el aire se mueve a través de los diminutos bronquiolos de los pulmones, como un conducto, hasta que alcanza sacos diminutos llamados alvéolos. Desde allí, el gas debe pasar al torrente sanguíneo sin simplemente difundirse, lo que causaría la formación de burbujas dañinas. Es la estructura única de los alvéolos, que incluye una membrana de un micrón de espesor la que repele las moléculas de agua en el interior y las atrae a la superficie exterior, lo que evita que se formen esas burbujas y hace que el intercambio de gases sea altamente eficiente.

Tecnología verde para convertir agua en combustible

Los científicos del laboratorio del autor principal Yi Cui, en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Stanford, se inspiraron en este proceso para desarrollar mejores electrocatalizadores: materiales que aumentan la velocidad de una reacción química en un electrodo. "Las tecnologías de energía limpia han demostrado la capacidad del suministro rápido de gas a la interfaz de reacción, pero la vía inversa, la evolución eficiente del producto de gas desde la interfaz de catalizador/electrolito, sigue siendo un reto", dice el primer autor del estudio, Jun Li.

El mecanismo del equipo imita estructuralmente el alvéolo y lleva a cabo dos procesos diferentes para mejorar las reacciones que impulsan tecnologías sostenibles, como las células de combustible y las baterías de metal y aire. El primer proceso es análogo a la exhalación. El mecanismo divide el agua para producir gas de hidrógeno, un combustible limpio, oxidando las moléculas de agua en el ánodo de una batería y reduciéndolas en el cátodo. El gas de oxígeno (junto con el gas de hidrógeno) se produce y se transporta rápidamente a través de una membrana delgada, similar a la de un alvéolo, hecha de polietileno, sin los costos de energía de formación de burbujas.

El segundo proceso es más parecido a la inhalación y genera energía a través de una reacción que consume oxígeno. El gas oxígeno se suministra al catalizador en la superficie del electrodo, por lo que puede usarse como reactivo durante las reacciones electroquímicas.

Con cada respiración, el aire se mueve a través de los diminutos bronquiolos de los pulmones, como un conducto, hasta que alcanza sacos diminutos llamados alvéolos.

Un diseño prometedor

Aunque todavía se encuentra en las primeras fases de desarrollo, el diseño parece ser prometedor. La membrana de nano-polietileno excepcionalmente delgada permanece hidrófoba durante más tiempo que las capas de difusión de gas basadas en carbono convencionales, y este modelo puede lograr mayores tasas de densidad de corriente y un sobre-potencial más bajo que los diseños convencionales.

PUBLICIDAD

Sin embargo, este diseño inspirado en los pulmones aún tiene margen de mejora antes de que esté listo para su uso comercial. Dado que la membrana de nano-polietileno es una película a base de polímero, no puede tolerar temperaturas superiores a los 100 grados centígrados, lo que podría limitar sus aplicaciones.

El equipo cree que este material puede reemplazarse por membranas hidrófobas nanoporosas, igualmente delgadas, capaces de soportar más calor. Los autores también están interesados en incorporar otros electrocatalizadores en el diseño del dispositivo para explorar completamente sus capacidades catalíticas. "La estructura que imita la respiración se podría acoplar con muchos otros electrocatalizadores de vanguardia, y una mayor exploración del electrodo trifásico gas-líquido-sólido ofrece oportunidades interesantes para la catálisis", dice Jun Li.

Por:

Comparte esta noticia!

Aplican inteligencia artificial para el reconocimiento y clasificación...

Aplican inteligencia artificial para el reconocimiento y clasificación de corales marinos

Tecnología verde para reforestar 1.500.000 de árboles en Guadalajara

Tecnología verde para reforestar 1.500.000 de árboles en Guadalajara

Comentario/s

Deja tu comentario

Navarra actualizará y simplificará el procedimiento de autorización de nuevos parques eólicos
Energías Renovables

Navarra actualizará y simplificará el procedimiento de autorización de nuevos parques eólicos

El decreto establecerá una nueva regulación de los trámites administrativos que deben cumplimentar las personas...

EDP España pide al Gobierno que defina un mercado de capacidad para tecnologías de respaldo a las renovables
Energías Renovables

EDP España pide al Gobierno que defina un mercado de capacidad para tecnologías de respaldo a las renovables

El directivo consideró que no debe cerrarse ninguna tecnología "por decreto", sino que debe ser el mercado quien reconozca si...

Valenciaport implementará aerogeneradores y 3.000 placas fotovoltaicas
Energías Renovables

Valenciaport implementará aerogeneradores y 3.000 placas fotovoltaicas

Así lo han explicado este jueves el presidente de la Autoridad Portuaria de Valencia, Aurelio Martínez; el jefe de Seguridad,...

Menorca será el referente europeo en energías renovables
Energías Renovables

Menorca será el referente europeo en energías renovables

Durante la reunión se ha cerrado definitivamente la llegada de fondos europeos a través del Gobierno central para hacer...

Jeanologia, moda más sostenible
Moda Sostenible

Jeanologia, moda más sostenible

Paralelamente, esta empresa ha iniciado un "ambicioso" plan de expansión internacional mediante el que prevé doblar su...

Colección de moda elaborada con fibras de origen forestal con certificado PEFC
Moda Sostenible

Colección de moda elaborada con fibras de origen forestal con certificado PEFC

Lafuente ha bautizado su colección 'Fah-Pratan' (Un regalo del cielo). Las prendas, con un estilo retro futurista, incluyen seda de...

Por una moda sostenible
Moda Sostenible

Por una moda sostenible

En este marco, ya están emergiendo empresas que producen moda de una forma sostenible a fin de aminorar el impacto de su actividad...

La startup one oak reforestará 10.000 árboles autóctonos en Galicia con el nombre de sus clientes
Moda Sostenible

La startup one oak reforestará 10.000 árboles autóctonos en Galicia con el nombre de sus clientes

ONE OAK es un e-commerce fundado por dos jóvenes madrileños, Guillermo y Carlos Íñiguez, dedicado al diseño y comercialización de...

El Gobierno de Navarra no tiene claro llegar a los objetivos de reducción de emisiones para 2020
CO2

El Gobierno de Navarra no tiene claro llegar a los objetivos de reducción de emisiones para 2020

La consejera ha indicado que "la senda de reducción de las emisiones había arrancado bien, se iba cumpliendo" pero que a...

Europa quiere ‘fulminar’ los diésel muy contaminantes
CO2

Europa quiere ‘fulminar’ los diésel muy contaminantes

Estos vehículos, que emiten muchos más gases contaminantes de lo permitido, siguen ensuciando el aire. Por su parte, la...

Crece la absorción marina de CO2 por emisiones de combustibles fósiles
CO2

Crece la absorción marina de CO2 por emisiones de combustibles fósiles

Al absorber el aumento de dióxido de carbono de la atmósfera, el océano reduce el impacto del calentamiento de estas...

Mediterrània y la URV detectan benceno y 1.3 butadieno por encima de los  niveles  inocuos en los barrios de Poniente de  Tarragona
CO2

Mediterrània y la URV detectan benceno y 1.3 butadieno por encima de los niveles inocuos en los barrios de Poniente de Tarragona

La Fundación Mare Terra Mediterrània hace mucho tiempo que reivindica un estudio de la calidad del aire del entorno del...