Una batería de agua y sal

Escrito por , 4 de abril de 2017 a las 19:30
Una batería de agua y sal
Conocimiento

Una batería de agua y sal

Escrito por , 4 de abril de 2017 a las 19:30

Generar electricidad de una manera eficiente y barata gracias a la explotación de entornos donde se produce una diferencia de salinidad entre aguas ya es posible. Os contamos cómo.

Conseguir ser independientes de los combustibles fósiles, reducir los gases culpables del efecto invernadero y evitar el daño al medio ambiente son anhelos que caracterizan a las sociedades más modernas del mundo. Gradualmente, vemos cómo este tipo de combustibles están siendo desplazados y sustituidos por métodos más eficientes para abastecer nuestras necesidades energéticas. En este sentido, existen diversos caminos hacia la sostenibilidad del ecosistema y el desarrollo de nuestra actividad.

Uno de estos caminos está siendo investigado actualmente por el equipo del profesor de ingeniería civil de la Universidad de Pensilvania, Christopher A. Gorski. Formado por geoquímicos, científicos de materiales e ingenieros químicos y físicos, este equipo pretende desarrollar nuevas tecnologías con la intención de generar energía eléctrica a partir de fuentes renovables y productos de desecho.

La obtención de energía eléctrica a partir de soluciones salinas de diferente concentración es un hecho constatado. Ya en 1780, Luigi Galvani observó que, al tocar partes de un nervio de un anca de rana con dos metales, en este caso fueron el cobre y el zinc, se contraían los músculos. Lo denominó “energía animal”. Más tarde, en 1800, fue Alessandro Volta quien continuó el desarrollo de las actuales pilas eléctricas.

En el laboratorio

En este contexto, Gorski y sus colaboradores han desarrollado en el laboratorio un prototipo del tamaño de un smartphone capaz de generar 0,4 vatios por metro cuadrado. Además, se estima que, si se progresa en el desarrollo de dicha batería, se podría cubrir cerca del 40% de la generación de electricidad mundial.

Este equipo de científicos se sirve de las denominadas celdas o pilas galvánicas o voltaicas que están regidas en las leyes de los equilibrios químicos de oxidación/reducción, donde se producen, simultáneamente, la oxidación de un elemento y la reducción del otro mediante la transferencia de electrones. Cada semi-pila contiene un metal y una solución de una sal del metal. A través de un puente salino se comunican las soluciones contenedoras de los iones sin que afecte a la composición de las mismas.

El funcionamiento de la pila

  1. El agua salada y el agua dulce se bombean en los lados opuestos de una célula, sumergiendo los electrodos de la batería del hexacianoferrato de cobre. El papel de filtro mantiene la mezcla entre los dos lados a un mínimo.

  2. En el lado de agua dulce, el electrodo se imprime con sodio. En presencia de agua dulce, el hierro del electrodo reacciona con el sodio para liberar iones de sodio en el agua. El hierro libera simultáneamente los electrones, que viajan a través de un circuito.

  3. En el lado de agua salada, el hierro en el electrodo absorbe los iones de sodio del agua y extrae los electrones que vienen del lado de agua dulce. Estas dos reacciones están acopladas, y la electricidad se genera a medida que los electrones fluyen a través del circuito de un lado de la célula a la otra.

  4. Cada 60 segundos los líquidos se cambian. El contenedor de agua salada ahora recibe agua dulce, y viceversa para que la corriente se mantenga.

¿Aplicable a escala real?

Las aguas fluviales (dulces) y marinas (saladas) poseen metales y sales disueltas en un diferenciado grado de concentración que permitirían construir dispositivos galvánicos para la generación industrial de energía eléctrica limpia y renovable allí donde hubiese agua dulce y agua salada en la proximidad, como son las desembocaduras de los ríos.

De momento, esta batería solo ha sido probada a escala de laboratorio. Si bien presenta dificultades derivadas del nivel de concentración del salino necesario, también se plantea la dificultad que supone conseguir dichas diferencias de salinidad en una zona reducida y nítida.

En cualquier caso, el ingeniero químico y ambiental de Yale, Anthony Straub, y otros expertos rebaten la posibilidad de llevar a cabo este proyecto a escala industrial, dado que es difícil encontrar zonas claramente definidas y con gran diferencia de salinidad entre las aguas. Straub aporta que, tal vez, sería posible hacerlo en las proximidades de los grandes lagos salados, en pozos geotérmicos o, incluso, en instalaciones de aguas residuales.

Al final, si el desarrollo de esta tecnología resulta seguro, viable técnicamente, sostenible y asequible económicamente, podrá unirse al abanico de energía renovables que prometen liberarnos de los combustibles fósiles y ser ecológicamente más eficientes.

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