Prueban una celda de combustible a biomasa con reacción inducida mediante luz solar



Celda de combustible híbrida de biomasa

Al hablar de celdas (o células) de combustible nos referimos a los dispositivos también conocidos como pilas de combustible, que convierte la energía química de un combustible en electricidad a través de una reacción química con el oxígeno u otro agente oxidante. Por lo general se conocen las de baja temperatura, alimentadas por metanol o hidrógeno, que ya han sido extensamente estudiadas.

En la actualidad el Georgia Institute of Technology se ha visto involucrado en un interesante estudio donde se utilizó biomasa para generar una celda de combustible. Hasta el presente no se había podido realizar un prototipo de estas características debido a que la tecnología de las celdas de combustible de baja temperatura existentes no podían utilizar directamente la biomasa como combustible, a raíz de la falta de un sistema catalizador eficaz para los materiales poliméricos.

Sin embargo, estos investigadores han logrado desarrollar un nuevo tipo de celda de combustible de baja temperatura que convierte directamente la biomasa en electricidad con la ayuda de un catalizador activado por energía solar o térmica. Este nuevo prototipo híbrido puede operar en una variedad de combustibles y podría ser utilizado en unidades de pequeña escala para suministrar electricidad a zonas del planeta donde escasee el recurso.

Al respecto, el profesor de Georgia Institute of Technology (áreas de Ingeniería Química y Biomolecular) y el IPST, Yulin Deng, aseguró que han “desarrollado un nuevo método que puede manejar la biomasa a temperatura ambiente”, agregando que “el tipo de biomasa que puede ser utilizado no está restringido, el proceso se puede realizar prácticamente a partir de cualquier tipo de biomasa”.

La relevancia del hallazgo recae en el hecho de que “este es un enfoque muy genérico a la utilización de muchos tipos de biomasa y residuos orgánicos para producir energía eléctrica sin la necesidad de purificar los materiales fuente”, explicó Deng.

En el nuevo sistema, la biomasa se ​​tritura y se mezcla con un catalizador de polioxometalato (conocido por sus siglas POM) en una solución y luego expuesto a la luz solar o al calor. Con el catalizador fotoquímico y termoquímico, el POM funciona tanto como un agente oxidante y un portador de carga. De esta manera, el POM oxida la biomasa por medio de radiación fotosintética o térmica y transmite las cargas desde la biomasa hacia el ánodo de la celda de combustible. A continuación, los electrones son transportados al cátodo, donde finalmente se oxidan por el oxígeno a través de un circuito externo para producir electricidad.

“Si se mezcla la biomasa y catalizador a temperatura ambiente, no van a reaccionar.”, aclaró Deng, mientras continúa la explicación: “Pero cuando se les expone a la luz o el calor, comienza la reacción. El POM introduce un paso intermedio, ya que no se puede acceder directamente a la biomasa a través del oxígeno.”

En el artículo publicado donde se dieron a conocer los resultados de la investigación, los expertos informaron que la celda posee una densidad de potencia máxima de 0,72 milivatios por centímetro cuadrado, una potencia casi 100 veces mayor que las celdas de combustible microbianas a base de celulosa y cercana a la de las mejores celdas de combustible microbianas.

Para concluir, los expertos afirmaron que prevén en la celda un potencial de producción de energía similar a las celdas de combustible de metanol en un futuro cercano, siempre y cuando se continúe estudiando en orden de establecer un proceso optimizado que pueda aumentar de cinco a diez veces el potencial de salida de la misma. “Podemos utilizar materiales sostenibles sin ninguna contaminación química. La energía solar y la biomasa son dos importantes fuentes de energía sostenibles disponibles para el mundo de hoy. Nuestro sistema las utilizaría para producir electricidad, ampliando la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles.”, concluyó Deng con esta importante observación.

Fuentes: Nature Communications, Universidad de Alicante, Georgia Institute of Technology.


Acerca de Natán Gasparotti 19 Articles
Ha estudiado Licenciado en Ciencias de la Comunicación en la UCSF. Fotógrafo, escritor y corrector; cuyos gustos diversos, curiosidad y sed de conocimiento lo han llevado a desempeñarse como escritor para redes de blog sobre temas de interés.

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