Investigadores del Laboratorio de Biología de Nanoescala de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), han desarrollado un sistema que genera electricidad con una alta eficiencia a partir del proceso de ósmosis, utilizando para ello agua de mar, agua dulce, y un nuevo tipo de membrana de sólo tres átomos de espesor.
Hasta ahora se conoce de varios intentos por desarrollar sistemas para aprovechar la energía ósmica y generar electricidad; como los proyectos piloto realizados en Noruega, Países Bajos, Japón y los Estados Unidos; con el objetivo de generar energía en los estuarios, donde los ríos desembocan en el mar; pero se han obtenido bajos rendimientos con las membranas utilizadas, en su mayoría orgánicas y frágiles.
Este sistema desarrollado por los investigadores de EPFL consta de dos compartimentos, uno con agua dulce y otro con agua salada de mar; separados por una delgada membrana de disulfuro de molibdeno de tres átomos de espesor, la cual tiene un pequeño orificio o nanoporo, a través del cual pasan los iones del compartimiento de agua de mar hacia el compartimiento de agua dulce, y lo hacen hasta que las concentraciones de sal en los dos fluidos se equilibran. A medida que los iones pasan a través del nanoporo, sus electrones se transfieren a un electrodo, que es lo que se utiliza para generar una corriente eléctrica.
El autor principal de la investigación, Jiandong Feng; señaló con respecto a la investigación «Hemos tenido que fabricar primero y luego investigar el tamaño óptimo del nanoporo; porque si es demasiado grande, los iones negativos pueden pasar a través de él y la tensión resultante es demasiado baja. En caso contrario, si es demasiado pequeño; no pueden pasar a través de la membrana una cantidad suficiente de iones, obteniendo como resultado una corriente demasiado débil”
En este tipo de sistema de ósmosis, la corriente aumenta con la reducción del espesor de la membrana realizada en disulfuro de molibdeno (MoS2) y de pocos átomos de espesor; considerado como un material ideal para la generación de una corriente ósmica; además de ser un material fácil de encontrar en la naturaleza o de cultivar por deposición química de vapor (CVD por sus siglas en inglés).
De acuerdo con los cálculos realizados, una membrana de 1m2 con un 30% de su superficie cubierta por nanoporos, debería ser capaz de producir 1 MW de electricidad; lo suficiente para alimentar 50.000 bombillas estándar de luz de bajo consumo.
El potencial del nuevo sistema es enorme, siendo ahora el principal desafío encontrar la manera de hacer poros relativamente uniformes. Hasta ahora los investigadores han trabajado sobre una membrana con un solo nanoporo, con el fin de mejorar la comprensión del proceso y obtener información útil para su comercialización a nivel industrial.
Fuente:
http://actu.epfl.ch/news/electricity-generated-with-water-salt-and-a-3-atom/
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Ing. Santa Cruz - Ingeniería MSC s.r.l. 