Sandia National Laboratories han desarrollado un prototipo de máquina que utiliza la energía del sol para convertir el agua y el dióxido de carbono en los componentes moleculares que pueden ser utilizados como combustibles para el transporte.
Si los investigadores pueden hacer que este dispositivo produzca el doble de la energía generada por el proceso natural de la fotosíntesis, hará un gran servicio al medio ambiente. Preparará el camino para reciclar el CO2.
>Hasta ahora los dispositivos que imitan el proceso de fotosíntesis no son un gran éxito. Pero una máquina de demostración construida a mano fue probada con éxito este otoño. El investigador Rich Diver, inventor del dispositivo, afirma: «Este es el primer prototipo de su clase que estamos evaluando».
James Miller, ingeniero químico del laboratorio de materiales avanzados de Sandia, dice: «A corto plazo, vemos esto como una alternativa al secuestro». Miller es de la opinión de que si pensamos más allá de bombear CO2 bajo tierra para el almacenamiento permanente y utilizar la abundante energía del sol para la «combustión inversa» que ayudará a convertir el dióxido de carbono de nuevo en un combustible.
Miller explica: «Es una utilización productiva de CO2 que se puede capturar de una planta de carbón, una cervecería y fuentes concentradas similares».
La máquina se asemeja a un cilindro y es bautizada como Recuperador de Reactores con Receptor de Anillo Contrarrotativo (CR5). Depende del calor solar concentrado para activar una reacción termoquímica en un material compuesto rico en hierro. El material está diseñado de tal manera que cuando se expone a un calor extremo, deja una molécula de oxígeno y luego recupera una molécula de oxígeno una vez que se enfría.
La máquina tiene dos cámaras, una en cada lado. Un lado está caliente y el otro frío. En el centro hay un conjunto de 14 anillos tipo frisbee que giran a una revolución por minuto.
El borde exterior de cada anillo lleva un compuesto de óxido de hierro soportado por una matriz de circonio. Los científicos también instalaron un concentrador solar para calentar el interior de una cámara a 1.500 º C. Esto resulta en la cesión de moléculas de oxígeno por el óxido de hierro en un lado del anillo.
Ahora el lado afectado del anillo gira hacia la cámara opuesta. Lentamente pierde su calor y el dióxido de carbono es bombeado hacia adentro. Este enfriamiento ayuda al óxido de hierro a recuperar las moléculas de oxígeno del CO? dejando atrás el monóxido de carbono. El proceso se repite continuamente utilizando un suministro entrante de CO2 y emitiendo una corriente de monóxido de carbono.
Miller es de la opinión de que el hidrógeno puede ser producido usando el mismo proceso. La única diferencia será que el agua, en lugar de dióxido de carbono, se bombea a la segunda cámara. Los dos gases, hidrógeno y monóxido de carbono, se pueden mezclar para producir gas de síntesis. Este gas sintético se puede utilizar para hacer un «sustituto de sustitución» de los combustibles tradicionales.
Diver tenía en mente la economía del hidrógeno cuando diseñó originalmente la máquina. Quería evitar la ineficiencia de la electrólisis y utilizar un motor de calor solar que pudiera producir hidrógeno y oxígeno directamente.
Esto reducirá la electricidad como intermediario. El mismo enfoque está siendo adoptado por investigadores en Japón, Francia y Alemania. Pero el equipo de Sandia pronto se dio cuenta del inconveniente del proceso, ya que estaba convirtiendo el CO2 en monóxido de carbono.
Están allanando el camino para reducir los efectos nocivos de los combustibles fósiles que consumimos. Su dispositivo limitará el impacto de la quema de carbón y gas natural para la electricidad y otros procesos industriales.
El buceador siente que si quiere que su dispositivo beneficie al hombre común, tiene que mejorar la eficiencia del sistema. Si el equipo Sandia puede mostrar una mayor eficiencia, «podría ser un importante paso adelante», dijo Vladimir Krstic. Vladimir Krstic es el director del Centro para la Fabricación de Cerámicas y Nanomateriales Avanzados de la Universidad de Queen en Kingston, Ontario.
Los científicos opinan que la gente tiene que esperar al menos de 15 a 20 años antes de que la tecnología esté lista para el mercado. Tienen previsto desarrollar un prototipo de nueva generación cada tres años con el objetivo de mostrar un aumento de la eficiencia de la conversión de la energía solar en combustible y una disminución de los costes.
Quieren alcanzar el objetivo mencionado anteriormente mediante el desarrollo de nuevos compuestos cerámicos que liberan moléculas de oxígeno a temperaturas más bajas. Esto ayudará a convertir más energía solar en hidrógeno o monóxido de carbono.
Miller afirma: «Nuestra meta a corto plazo es conseguir que esto sea un poco más eficiente. Puede parecer un número bajo, pero nos gusta compararlo con la fotosíntesis, que en realidad es una forma muy ineficiente de usar la luz solar». También señala el inconveniente del proceso de que la eficiencia máxima teórica para la fotosíntesis es de alrededor del 5 por ciento, pero en el mundo real tiende a caer alrededor del 1 por ciento.
Define claramente sus objetivos: «Así que puede que estemos empezando muy bajo, pero nos gustaría mantenerlo en el contexto de lo que tenemos que vencer. En última instancia, creemos que tenemos que estar en el rango del 10 por ciento de la luz del sol a los combustibles, y estamos muy lejos de hacerlo».
