Un dispositivo innovador para purificar el aire a la vez que genera energía…
Una pequeña innovación podría tener un gran impacto en la contaminación del aire. En Bélgica, los investigadores han diseñado un dispositivo que utiliza luz solar para purificar el aire contaminado y produce gas hidrógeno que se puede almacenar y utilizar como fuente de energía.
«Juntamos ambos procesos en un solo dispositivo», dijo Sammy Verbruggen, profesor de ingeniería de biosciencia en la Universidad de Amberes. «Producción de hidrógeno por un lado y purificación del aire en el otro lado».
Verbruggen está trabajando con dos equipos de investigadores que habían estado investigando por separado los dos procesos durante años. En la Universidad de Amberes, los científicos habían estado probando diferentes maneras de combinar la energía de la luz con nanomateriales para purificar el aire. En la Universidad de Lovaina, otro equipo había estado trabajando en una minúscula celda de combustible con una membrana que podía producir gas hidrógeno del agua.
Ahora, los dos equipos han combinado su experiencia para crear este nuevo dispositivo, que podría purificar el aire contaminado y producir energía al mismo tiempo.
Verbruggen dijo que los investigadores se centran en el aire contaminado con compuestos orgánicos volátiles (COV), que son pequeñas moléculas producidas por productos químicos en adhesivos, tapicería, alfombras, copiadoras, líquidos de limpieza y más. En concentraciones suficientes, los COV pueden causar fuertes dolores de cabeza, irritación ocular, mareos, náuseas y ataques de asma.
Las moléculas pequeñas pueden encontrarse en el aire de edificios cerrados que no están bien ventilados, de acuerdo con la Agencia de Protección Ambiental, incluyendo nuevos edificios y fábricas que manufacturan artículos como pintura y alfombras.
«Pueden llevar a una enfermedad llamada el síndrome del edificio enfermo», dijo Verbruggen.
La celda prototipo es un cuadrado con un área activa que mide aproximadamente 0,4 pulgadas por 0,4 pulgadas (1 cm por 1 cm). En un lado del dispositivo, un tubo envía aire contaminado a la celda. La luz entra naturalmente a través de una ventana transparente que cubre una membrana tratada con un catalizador activado por luz. Una vez que el aire y la luz contaminados se encuentran en la membrana, el catalizador desgarra las pequeñas moléculas orgánicas.
En el proceso, los protones se liberan y filtran a través de la membrana, recogiéndose en el otro lado. Allí, un catalizador de platino los convierte en gas hidrógeno, según los investigadores. Mientras tanto, el aire purificado sale a través de un segundo tubo.
Verbruggen y sus colegas fueron capaces de purificar el aire y crear gas de una variedad de compuestos orgánicos, incluyendo metanol, etanol y ácido acético. Los científicos también están llevando a cabo nuevos experimentos con acetaldehído, un líquido utilizado en la fabricación de ácido acético y perfumes. Verbruggen dijo que las aplicaciones más obvias son las industrias que producen un flujo de residuos, como los fabricantes de pintura o textiles.
«Se pueden purificar las corrientes de desechos para cumplir la cuota ambiental y al mismo tiempo recuperar la energía que se almacenaba en esas moléculas», dijo Verbruggen. El gas producido podría ser utilizado para alimentar las luces u otras máquinas en la fábrica, añadió.
Por el momento, el equipo no ha llegado con una solución de ingeniería para recoger y almacenar el gas. Ese es otro paso en el proceso de ingeniería, y uno que tendrá que ser resuelto por una mayor investigación y desarrollo, dijo Verbruggen.
«Estoy más motivado para mejorar el rendimiento de la celda, ahora mismo», dijo.
Actualmente, la membrana responde a los rayos ultravioleta de la luz solar, que es sólo alrededor de 4 a 5 por ciento del espectro. Pero, si los investigadores pudieran modificar los materiales para hacerlos responder a 40 o 50 por ciento del espectro solar, eso aumentaría la eficiencia de la celda como un todo, dijeron.
«Mejorar el medio ambiente es una fuerza impulsora para nosotros», dijo Verbruggen. «Si podemos atrapar dos moscas al mismo tiempo – purificar el aire para limpiar el medio ambiente de un lado y también proporcionar una fuente de energía más limpia – es un beneficio neto, porque no hay entrada de energía adicional para impulsar estas reacciones, sólo la luz solar pura.
Fuente: Live Science
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