Agua en combustible de hidrógeno con energía de desecho

>Los cristales piezoeléctricos actúan como encendedores. Son útiles en muchos aparatos que funcionan con gas, como hornos, parrillas, calentadores de ambiente y calentadores de agua caliente. Estos cristales piezoeléctricos son bastante diminutos y también se pueden instalar fácilmente en encendedores. Los cristales piezoeléctricos también se instalan en los relojes electrónicos y en los relojes para el ruido de las alarmas horarias.

Científicos de materiales de la Universidad de Wisconsin-Madison han tomado la ayuda del efecto piezoeléctrico para aprovechar la energía aleatoria disponible en la atmósfera para convertir el agua en agua utilizable combustible de hidrógeno . Podría ser un método simple y eficiente para reciclar energía de desecho . El equipo de investigación está dirigido por Huifang Xu, geólogo de UW-Madison y especialista en cristales. Tomaron nanocristales de óxido de zinc y titanato de bario. Estos dos nanocristales fueron puestos en agua. Cuando estos cristales recibieron vibraciones ultrasónicas, las nanofibras se flexionaron y catalizaron una reacción química. Todo este proceso resultó en la división de las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno.

Huifang Xu junto con su equipo ha publicado su trabajo en el Journal of Physical Chemistry Letters . Ellos escribieron en la revista, «Este estudio proporciona una tecnología simple y rentable para la separación directa del agua que puede generar combustibles de hidrógeno mediante la recolección de residuos de energía como el ruido o las vibraciones vagabundas del medio ambiente. Este nuevo descubrimiento puede tener implicaciones potenciales para resolver los desafiantes problemas energéticos y ambientales a los que nos enfrentamos hoy y en el futuro».

Xu y sus colegas aplicaron con éxito el efecto piezoeléctrico a las fibras nanocristalinas. Xu dice: «Los materiales a granel son frágiles, pero a nanoescala son flexibles». Es similar a la diferencia entre la fibra de vidrio y un panel de vidrio.

Se ha observado que las fibras más pequeñas exhiben más flexibilidad que los cristales más grandes. Por lo tanto, las fibras más pequeñas pueden generar cargas eléctricas sin dificultad. El equipo del proyecto ha extraído un impresionante 18 por ciento de eficiencia con los nanocristales, superior a la mayoría de las fuentes de energía experimentales. Xu comparte sus puntos de vista, «debido a que podemos afinar las fibras y los tamaños de las placas, podemos usar incluso pequeñas cantidades de ruido[mecánico] -como una vibración o un flujo de agua- para doblar las fibras y las placas. Con este tipo de tecnología, podemos eliminar el desperdicio de energía y convertirlo en energía química útil». Qué idea tan fantástica.

Pero los científicos no utilizaron esta energía eléctrica inmediatamente. Utilizan esta energía para romper los enlaces químicos en el agua y dividir el oxígeno y el hidrógeno. Xu explica: «Este es un fenómeno nuevo, convertir la energía mecánica directamente en energía química». Xu lo llama efecto piezoelectroquímico (PZEC). ¿Por qué parece que los científicos se andan con rodeos? Porque la energía química del combustible de hidrógeno es más estable que la carga eléctrica. El almacenamiento de combustible de hidrógeno es fácil y no perdería potencia con el tiempo.

Con la tecnología adecuada, Xu prevé que este método se utilizará cuando se necesite una pequeña cantidad de energía. Ahora podemos imaginarnos cargando un teléfono celular mientras caminamos por la mañana o podemos disfrutar de la brisa fresca que puede alimentar las luces de las calles. Xu dice: «Tenemos áreas limitadas para recoger grandes diferencias energéticas, como una cascada o una gran presa. Pero tenemos muchos lugares con pequeñas energías. Si pudiéramos cosechar esa energía, sería tremendo».

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