Conversión de agua en combustible
Aprovechamiento de residuos de energía para transformar agua en combustible hidrógeno
Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han diseñado un modo de recoger pequeñas cantidades de energía residual y aprovecharlas para convertir el agua en un combustible de hidrógeno utilizable.
El proceso es simple, eficiente y recicla una energía de otro modo desperdiciada.
"Este estudio ofrece una tecnología simple y rentable para la separación directa del agua que puede generar combustibles de hidrógeno aprovechando desechos de energía, como el ruido o las vibraciones del medioambiente", escriben los autores en un nuevo documento, publicado el 2 de marzo en la revista Journal of Physical Chemistry Letters.
Los investigadores, dirigidos por el geólogo y especialista en cristales de la UW-Madison, Huifang Xu, desarrollaron unos nanocristales a partir de dos cristales comunes, óxido de zinc y titanato de bario, y los colocaron en agua. Al aplicarles vibraciones ultrasónicas, las nanofibras se flexionaron y catalizaron una reacción química que dividió las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno.
Cuando las fibras se doblan, las asimetrías de sus estructuras cristalinas generan cargas positivas y negativas y crear un potencial eléctrico. Este fenómeno, llamado efecto piezoeléctrico, es muy conocido en ciertos cristales desde hace más de un siglo y es la fuerza que impulsa los relojes de cuarzo y otras aplicaciones.
Xu y sus colegas aplicaron la misma idea a las fibras de los nanocristales. "Los materiales de mayor tamaño son frágiles, pero a nanoescala son flexibles", señala Xu; igual que la diferencia entre la fibra de vidrio y un panel de vidrio.
Las fibras más pequeñas se doblan con mayor facilidad que los cristales más grandes y, por lo tanto, también producen cargas eléctricas con facilidad. De momento, los investigadores han logrado una impresionante eficacia del 18% con los nanocristales, superior a la de la mayoría de las fuentes de energía experimentales.
Con este tipo de tecnología, podemos aprovechar los residuos de energía y convertirlos en energía química útil".
En lugar de recoger esta energía eléctrica directamente, los científicos siguieron un enfoque innovador y utilizaron la energía para romper los enlaces químicos del agua y producir oxígeno y hidrógeno gas.
"Este es un fenómeno nuevo, que convierte la energía mecánica directamente en energía química", señala Xu, denominándolo efecto piezoelectroquímico (PZEC).
La energía química del combustible hidrógeno es más estable que la carga eléctrica, explica. Es relativamente fácil de almacenar y no perderá potencia con el tiempo.
Con la tecnología adecuada, Xu prevé que este método sea útil para la generación de pequeñas cantidades de energía a partir de una multitud de pequeñas fuentes; por ejemplo, se podría cargar un teléfono móvil o reproductor de música caminando y la brisa podría alimentar de energía al alumbrado público.
Fuente: Science Daily
Científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison han diseñado un modo de recoger pequeñas cantidades de energía residual y aprovecharlas para convertir el agua en un combustible de hidrógeno utilizable.
El proceso es simple, eficiente y recicla una energía de otro modo desperdiciada.
"Este estudio ofrece una tecnología simple y rentable para la separación directa del agua que puede generar combustibles de hidrógeno aprovechando desechos de energía, como el ruido o las vibraciones del medioambiente", escriben los autores en un nuevo documento, publicado el 2 de marzo en la revista Journal of Physical Chemistry Letters.
Los investigadores, dirigidos por el geólogo y especialista en cristales de la UW-Madison, Huifang Xu, desarrollaron unos nanocristales a partir de dos cristales comunes, óxido de zinc y titanato de bario, y los colocaron en agua. Al aplicarles vibraciones ultrasónicas, las nanofibras se flexionaron y catalizaron una reacción química que dividió las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno.
Cuando las fibras se doblan, las asimetrías de sus estructuras cristalinas generan cargas positivas y negativas y crear un potencial eléctrico. Este fenómeno, llamado efecto piezoeléctrico, es muy conocido en ciertos cristales desde hace más de un siglo y es la fuerza que impulsa los relojes de cuarzo y otras aplicaciones.
Xu y sus colegas aplicaron la misma idea a las fibras de los nanocristales. "Los materiales de mayor tamaño son frágiles, pero a nanoescala son flexibles", señala Xu; igual que la diferencia entre la fibra de vidrio y un panel de vidrio.
Las fibras más pequeñas se doblan con mayor facilidad que los cristales más grandes y, por lo tanto, también producen cargas eléctricas con facilidad. De momento, los investigadores han logrado una impresionante eficacia del 18% con los nanocristales, superior a la de la mayoría de las fuentes de energía experimentales.
Con este tipo de tecnología, podemos aprovechar los residuos de energía y convertirlos en energía química útil".
En lugar de recoger esta energía eléctrica directamente, los científicos siguieron un enfoque innovador y utilizaron la energía para romper los enlaces químicos del agua y producir oxígeno y hidrógeno gas.
"Este es un fenómeno nuevo, que convierte la energía mecánica directamente en energía química", señala Xu, denominándolo efecto piezoelectroquímico (PZEC).
La energía química del combustible hidrógeno es más estable que la carga eléctrica, explica. Es relativamente fácil de almacenar y no perderá potencia con el tiempo.
Con la tecnología adecuada, Xu prevé que este método sea útil para la generación de pequeñas cantidades de energía a partir de una multitud de pequeñas fuentes; por ejemplo, se podría cargar un teléfono móvil o reproductor de música caminando y la brisa podría alimentar de energía al alumbrado público.
Fuente: Science Daily
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