Un innovador dispositivo logra convertir agua de mar, o contaminada, en hidrógeno limpio. El estudio, realizado por investigadores de la Universidad Cambridge, abre la puerta a una nueva alternativa para obtener agua limpia y combustible de hidrógeno. Por las características del diseño, funciona sin fuente de energía externa, sería excepcionalmente valioso para zonas aisladas o sin los debidos recursos. Esta solución forma una alternativa de futuro para zonas con deficiencias en el acceso al agua potable.
Un sistema inspirado en la naturaleza
El proceso se asemeja a la fotosíntesis, un proceso que ya ha sido emulado anteriormente. Sin embargo, los dispositivos anteriores de esta versión artificial de un sistema vegetal, sólo eran capaces de generar hidrógeno verde si contaba con una fuente de agua limpia. A diferencia de estos modelos, la nueva propuesta permite utilizar agua de mar, e incluso, agua contaminada. Como resultado del proceso, además de hidrógeno, se genera agua potable.
Combinar en un sistema que purifica agua y produce combustible solar, fue un reto. Esta es la idea que apunta Shannon Pornrugroj, coautor del estudio. En palabras del investigador, la división del agua alimentada por energía solar, que descompone las moléculas en hidrógeno y oxígeno, debe realizarse con agua pura. La necesidad de un agua de esta calidad, es debida a que, la presencia de cualquier contaminante, puede provocar reacciones perjudiciales.
La división del agua en hidrógeno y oxígeno, requiere agua pura
En determinadas zonas, la purificación de agua es una cuestión casi impracticable. A este respecto, Ariffin Mohamad Annuar, explica que existen áreas donde el agua potable es de difícil acceso y no existe una estructura suficiente para su purificación. Por lo tanto, señala el coautor de la investigación, si se cuenta con un componente que opere con agua contaminada, podría dar solución a las dos cuestiones; se limpiaría el agua y se obtendría hidrógeno limpio.
Maximización del aprovechamiento de la energía solar
Los investigadores utilizaron una malla de carbono para el diseño. La configuración de la solución propuesta, se basa en un fotocatalizador ubicado sobre una malla de carbono nanoestructurada que capta adecuadamente la luz. Esta malla absorbe el calor y da lugar a un vapor de agua que será aprovechado por el fotocatalizador para producir hidrógeno.
La malla de carbono recibió un tratamiento para repeler el agua. De esta forma, facilita que el fotocatalizador se mantenga en la superficie y evita que los contaminantes repercutan en su operación. Durante la fase de pruebas, la eficacia del dispositivo fue estudiada frente a agua altamente contaminada, agua de mar, e incluso agua de río.
En la fase de pruebas, se comprobó la eficacia del dispositivo frente a agua altamente contaminada
El diseño creado logra un mayor aprovechamiento de la energía solar. Como apunta Annuar, en los procesos de producción de combustibles solares, se emplea una mínima parte del espectro solar. Sin embargo, en el estudio, los investigadores insertaron una capa blanca que logra absorber la luz por encima del dispositivo. De esta forma, el resto de la luz se utiliza en la parte inferior del sistema, donde se produce se transforma el agua en vapor.
Versatilidad y eficiencia en el diseño
Lograr imitar el proceso de transpiración, aumenta la similitud con una hoja. Como afirma Pornrungroj, al aprovecharse de una mayor forma el espectro de la luz, es posible emular la transpiración que se produce en una hoja.
El proyecto ayudará a afrontar la crisis de acceso a agua y energía en distintas zonas. Al contar con un diseño que permite producir agua potable y energía verde, el dispositivo puede ser una gran alternativa para el desafío al que se enfrentan numerosas áreas del planeta. Muestra de ello, es la posibilidad de cocinar con hidrógeno verde. Según la OMS, la contaminación por utilizar queroseno al cocinar, provoca hasta tres millones de muertes al año. Esta cifra podría verse reducida si se cocinara con hidrógeno verde.
El dispositivo puede representar una gran alternativa en la crisis de acceso a agua y energía
El diseño ofrece versatilidad y simplicidad. En palabras de Annuar, el dispositivo es realmente sencillo, para su montaje únicamente es necesario realizar unos simples pasos. Además, indica Pornrungroj, también destaca por su versatilidad puesto que, por su flotabilidad, puede operar correctamente incluso en aguas turbias e incluso, aguas fangosas.
El futuro de la investigación, apunta hacia un mayor desarrollo. A pesar del éxito observado, los investigadores matizan que, por ahora, se trata de una prueba de principio. Sin embargo, muestra el camino hacia propuestas reales que deberán hacerse prácticas y reales si deseamos alcanzar una economía circular. Por lo tanto, el estudio abre la puerta hacia un futuro más sostenible con un enfoque novedoso.
Los investigadores apuntan a la necesidad de propuestas de futuro para una economía circular
Conclusión
La investigación muestra alternativas para un mundo más sostenible. Como se extrae del trabajo de los investigadores, el dispositivo abre dos líneas: producción de hidrógeno verde y purificación de agua. Por lo tanto, estamos ante una investigación que refuerza la importancia de hallar fórmulas de producción de energía y acceso a los recursos hídricos basadas en la sostenibilidad.
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