Una tela de fibra de carbono reciclada para obtener hidrógeno del agua residual. Esta es la idea sobre la que gira el estudio que ha desarrollado un equipo investigador de la Universidad de Warwick. Gracias a un material con base en fibra de carbono reciclada, se ha producido hidrógeno a partir de aguas residuales.
Extraer hidrógeno del agua residual es muy costoso. Este elemento, puede tener grandes aplicaciones como el suministro energético de coches eléctricos o industrias como la química y la plástica. Por ello, el equipo investigador busca una forma menos costosa para obtener hidrógeno durante un proceso imprescindible, el tratamiento del agua residual.
Hacia un modelo más económico para generar hidrógeno
El consumo de energía, es un factor decisivo para el tratamiento de agua residual. Es necesario que las aguas residuales sean tratadas, de esta forma se elimina la posible presencia de organismos patógenos. Sin embargo, el proceso de tratamiento requiere una gran cantidad de energía. Por ello, los investigadores han puesto el foco en un tratamiento más sostenible, aplicando las telas de fibra de carbono para obtener hidrógeno.
La iniciativa partió del sector privado hacia el estudio por parte de una universidad. Nuevamente, la sinergia de empresas privadas e instituciones académicas, permite la innovación. En este caso, una empresa británica dedicada al tratamiento de agua, propuso al equipo de investigadores de la Universidad de Warwick un desafío.
La investigación tuvo su origen en una propuesta realizada por parte de una empresa privada
Un reto para la investigación. Concretamente, la propuesta planteada, consistía en desarrollar una fórmula de tratamiento de aguas residuales que fuera más eficiente desde una perspectiva energética. Ante este planteamiento, los investigadores desarrollaron su trabajo en base a las células de electrólisis microbiana, lo cual, supuso un resultado satisfactorios.
Los investigadores lograron un sistema que trata el agua y produce hidrógeno. Las células de electrólisis microbiana, supone que microorganismos electromagnéticos, logren la descomposición de las sustancias orgánicas. En el mismo proceso, se obtiene hidrógeno en estado gaseoso, lo cual, ofrece grandes posibilidades. Por un lado, destaca su poder energético mientras que, también puede tener aplicaciones en los sectores químico y plástico.
El hidrógeno posee un gran poder energético pero también aplicaciones la industria química y plástica
Fibra de carbono reciclada para economizar el proceso
No se dispone de un método eficiente a escala industrial. Esto es debido a que, a pesar de las ventajas del sistema, actualmente, los materiales del ánodo son altamente costosos. Este componente, permite la reacción que logra la descomposición de la contaminación orgánica. Su elevado precio es debido a que para producirlo, se emplea grafito o carbono. Además, la tasa de generación de hidrógeno obtenida, es escasa.
La innovación en la técnica actual, ha buscado ánodos con diferente composición. El equipo investigador, al que pertenece Stuart Coles, han hallado en las telas de fibra de carbono recicladas, un ánodo alternativo. De esta forma, el ánodo que anteriormente costaba cientos de libras por metro cuadrado, pasa a un coste aproximado de dos libras por metro cuadrado.
La tela de fibra de carbono reciclada ha supuesto un ánodo alternativo a los habitualmente empleados
Con la fibra de carbono, llegó la fase de experimentación. Para ello, los investigadores emplearon tanto aguas residuales sintéticas como reales para poner a prueba las telas de fibra de carbono. El resultado fue positivo, como se comprobó, las bacterias que proliferaron en el ánodo de fibra de carbono reciclada, soportaban mejor la temperatura. Además, la cantidad de hidrógeno producida era superior a la de los materiales anteriores.
A la luz del éxito en laboratorio, llevaron el experimento a una mayor escala. Fruto de la relación con Severn Trent, pudieron aplicar el sistema a un mayor caudal. Concretamente, la planta que Severn Trent tiene en Minworth. En estas instalaciones, lograron tratar hasta cien litros de agua residual por día con un considerable éxito.
El sistema ha logrado tratar hasta cien litros de agua residual por día
Eficacia y una mayor producción de hidrógeno. Fueron suprimidos el 51% de las sustancias contaminantes orgánicas y el 100% de los sólidos. En materia de producción de hidrógeno, se obtuvo un volumen de hidrógeno 18 veces superior al obtenido anteriormente empleando grafito.
Extracción de un producto de valor con origen en el tratamiento de agua
Además del tratamiento de agua residual se obtiene un producto de valor. Esa es la idea que transmite Coles, el cual manifiesta su satisfacción con el modelo desarrollado. Al margen de lograr eliminar los residuos provenientes de las industrias automotriz y aeroespacial, han logrado obtener hidrógeno. Un aspecto de especial relevancia es que, el material producido, se ha obtenido a un coste especialmente bajo.
El futuro de la investigación pasa por la optimización del sistema. El siguiente paso, se centra en la optimización de las celdas de electrólisis microbiana y una mayor eliminación de contaminantes en el fluido. A consecuencia de las mejoras proyectadas, se prevé un incremento en el hidrógeno obtenido durante el proceso.
El futuro de la investigación se centrará en una mayor eliminación de contaminantes
Una investigación enfocada hacia un futuro sostenible. Como señala Bob Stear, de Severn Trent, la mejora del rendimiento y la disminución de costes que evidencia el estudio sobre esta tecnología, son prometedores. Los resultados obtenidos apuntan a que, en un futuro no lejano, podría resultar competitiva en costes con los medios actualmente empleados.
Conclusión
La innovación parte de la unión y el compromiso de todos. Como hemos comprobado por la investigación desarrollada, un aspecto en común que compartimos es nuestro interés por un futuro mejor, un mundo sostenible. Entre todos, podemos lograr un modelo de gestión de recursos que esté basado en el paradigma de la reutilización y nos conduzca hacia una economía circular.
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