Residuos CO2 podría ser fuente de energía

Residuos CO2 podría ser fuente de energía

Los científicos holandeses han ideado un nuevo uso para todo el dióxido de carbono que se vierte de las chimeneas de las centrales eléctricas que queman combustibles fósiles: cosecha para obtener incluso más electricidad.

Podrían, argumentan, bombear el dióxido de carbono a través del agua u otros líquidos y producir un flujo de electrones y, por lo tanto, más electricidad. Las estaciones generadoras de energía liberan 12 mil millones de toneladas de dióxido de carbono cada año, ya que queman carbón, petróleo o gas natural; las plantas de calefacción domésticas y comerciales liberan otro 11 billón de toneladas.

Esto sería suficiente, argumentan, para crear 1,750 teravatios-hora de electricidad adicional al año: alrededor de 400 veces la producción de la represa Hoover en los EE. UU., Y todo ello sin agregar un exceso de gas de dióxido de carbono a la atmósfera. Por lo tanto, el escape de un ciclo de producción de electricidad podría usarse inmediatamente para entregar otro flujo de energía a la red.

Hacen el reclamo en una revista llamada Environmental Science and Technology Letters, que es publicada por la American Chemical Society, y el reclamo descansa en una técnica de 200-year-old iniciada por Sir Humphry Davy y Michael Faraday: electrólisis.

Cosecha de energía de los desechos

Detrás del razonamiento está una proposición simple, que todo evento químico implica algún intercambio de energía. En una solución, este movimiento de energía involucra electrones e iones que migran a catión o electrodos aniónicos. En una combinación de dos soluciones diferentes, la mezcla final tiene un contenido de energía inferior a la suma de las dos soluciones originales: dado que la energía no puede ser creada o destruida, por lo tanto debe haber alguna energía disponible para su explotación.

Bert Hamelers de Wetsus, un centro para la excelencia del agua en los Países Bajos, y colegas de la Universidad de Wageningen informan que usaron electrodos porosos y lavaron dióxido de carbono en el agua para obtener su flujo de corriente: el gas reaccionó con el agua para producir ácido carbónico, que en el electrolito se convirtieron en iones de hidrógeno positivos e iones negativos del bicarbonato HCO3. A medida que el pH de la solución aumenta, el bicarbonato se convierte en un carbonato simple y cuanto mayor es la presión de CO2, mayor es el aumento de iones en la solución.

En su experimento, descubrieron que a medida que lavaban su electrolito acuoso con aire, y alternativamente con CO2, entre sus electrodos porosos, un suministro de electricidad comenzaba a acumularse. Dado que el aire que proviene de las chimeneas de las centrales eléctricas que queman combustibles fósiles contiene hasta un 20% de CO2, incluso las emisiones representan un potencial para obtener más potencia.


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Descubrieron que podrían obtener aún más potencia si en lugar de una solución de agua usaran un electrolito de monoetanolamina. En experimentos, esto entregó una densidad de energía de 4.5 mW por metro cuadrado.

La ironía es que esta energía eléctrica ya está potencialmente disponible en la parte superior de la chimenea de la estación de energía, porque al soltar una "solución" de gas de efecto invernadero en el aire se mezcla inmediatamente con una solución de fuerza diferente en el aire todo el tiempo.

Nadie, por supuesto, tiene una forma de cosechar este poder directamente, pero un experimento anticuado con electrodos en un laboratorio muestra que enormes cantidades de potencia potencial se pierden todos los días, de maneras inesperadas.

Baterías de grafeno

Se requeriría una gran inversión -y una gran cantidad de ingenio de ingeniería- para convertir las emisiones de efecto invernadero en aún más electricidad, pero tal investigación es un recordatorio de que los científicos de todo el mundo están buscando nuevas formas inteligentes para impulsar el planeta.

Dan Li, ingeniero de materiales en la Universidad de Monash en Australia, informa en la revista Science que él y su equipo han desarrollado un supercapacitador basado en grafeno que es compacto y puede recargarse rápidamente, pero puede durar tanto como un ácido de plomo convencional batería.

Eso significa que podría usarse para almacenar energía renovable, electrónica de potencia portátil o conducir vehículos eléctricos. El grafeno es un nuevo material maravilloso, una variante de grafito o carbono organizado en capas de un solo átomo de espesor. "Está casi en la etapa de pasar del laboratorio al desarrollo comercial", dice Li.

Poder de la luz del sol y del agua

Y en la misma revista, un equipo de la Universidad de Colorado en Boulder en los EE. UU. Informa que tienen una técnica para concentrar la luz solar y usarla para dividir el agua en sus componentes de hidrógeno y oxígeno: estos dos en combinación proporcionan la energía para el hidrógeno células de combustible que ya han comenzado a alimentar el transporte público en muchas ciudades.

La técnica Boulder emplea una gran cantidad de espejos enfocados en un solo punto para calentar un reactor de óxido de metal a 1,350 ° C y establecer una cadena de eventos a escala atómica que atrapa los átomos de oxígeno del vapor, liberando las moléculas de hidrógeno.

"Dividir el agua con luz solar es el Santo Grial de una economía de hidrógeno sostenible", dice Alan Weimer, líder del grupo de investigación Boulder. Pero la introducción comercial podría estar a años de distancia. "Con el precio del gas natural tan bajo, no hay ningún incentivo para quemar energía limpia". - Climate News Network

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