La energía azul de la sal: una fuente inmensa y sin explotar de energía renovable

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planta de aguas residuales

Desarrollan una batería que aprovecha la "energía azul" formada cuando el agua de mar se encuentra con el agua dulce

En las regiones costeras donde el agua dulce se mezcla con el agua de mar, se forma un gradiente de sal. Los científicos de la Universidad de Stanford han encontrado una manera de aprovechar la energía de este gradiente, que a veces se llama "energía azul". Los autores prevén un futuro en el que su tecnología podría utilizarse para hacer que las instalaciones de tratamiento de aguas residuales sean independientes de la energía.

Energía de la sal en movimiento

Por cada metro cúbico de agua dulce que se mezcla con agua de mar, se producen aproximadamente 0,65 kilovatios-hora de energía, lo suficiente como para alimentar un hogar promedio durante 30 minutos. En todo el mundo las plantas de tratamiento de aguas residuales costeras tienen acceso a aproximadamente 18 gigavatios de energía azul, o el equivalente a alimentar 1.700 hogares durante todo un año.

Anteriormente, otros grupos han logrado aprovechar la energía azul, pero el grupo de Stanford es el primero en emplear una batería electroquímica en lugar de presión o membranas.

"La energía azul es una fuente inmensa y sin explotar de energía renovable", dijo el coautor del estudio Kristian Dubrawski, un académico postdoctoral en ingeniería civil y ambiental en Stanford. "Nuestra batería es un gran paso para capturar prácticamente esa energía sin membranas, partes móviles o energía".

El grupo fue dirigido por Craig Criddle, profesor de ingeniería civil y ambiental, que tiene una experiencia de por vida desarrollando tecnologías para el tratamiento de aguas residuales. La batería desarrollada por Criddle y sus colegas primero libera en una solución iones de sodio y cloruro de los electrodos del dispositivo, haciendo que la corriente fluya entre los electrodos.

batería de energía azul

Cuando se combinan el efluente de aguas residuales y el agua de mar, los electrodos reincorporan iones de sodio y cloruro, invirtiendo el flujo de corriente. Según los investigadores, la energía se recupera tanto en las descargas de agua dulce como de agua de mar. No se requiere una inversión de energía inicial, ni hay necesidad de cargar. En otras palabras, este es un sistema de energía pasiva que no requiere ningún aporte de energía.

La potencia de salida es relativamente baja por área de electrodo, pero los autores destacan el hecho de que el punto fuerte de su tecnología radica en su simplicidad. El dispositivo de captura de energía azul no tiene partes móviles y genera energía pasivamente sin la necesidad de ningún instrumento externo para controlar el voltaje o la carga. Los electrodos están fabricados con Prussian Blue, un material ampliamente utilizado en medicina, que cuesta menos de $ 1 por kilogramo, así como polipirrol, que cuesta menos de $ 3 por kilogramo.

Si la tecnología se escala, debería ser lo suficientemente robusta como para proporcionar energía a cualquier planta de tratamiento costera del mundo. Cualquier producción excedente podría ser desviada a otras aplicaciones cercanas, como las plantas de desalinización. Los investigadores de Stanford están diseñando una versión a escala que algún día podría usarse en una planta municipal de aguas residuales.

"Es una solución científicamente elegante para un problema complejo", dijo Dubrawski. "Debe probarse a escala, y no aborda el desafío de aprovechar la energía azul a escala global (ríos que desembocan en el océano), pero es un buen punto de partida que podría impulsar estos avances".

Los hallazgos aparecieron en el ACS Omega de la American Chemical Society: Charge-Free Mixing Entropy Battery Enabled by Low-Cost Electrode Materials

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