Científicos avanzan hacia energías totalmente renovables

Ratio: 5 / 5

Inicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activado
 
Científicos avanzan hacia energías totalmente renovables - 5.0 out of 5 based on 1 vote

energías renovables

El agua sería el único producto de desecho

Científicos del Trinity College de Dublín han dado un gran paso hacia la solución de un enigma que proporcionaría al mundo energía limpia y completamente renovable de la que el agua sería el único producto de desecho.

La reducción de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de la humanidad es posiblemente el mayor desafío que enfrenta la civilización del siglo XXI, especialmente dada la creciente población mundial y las mayores demandas de energía que conlleva.

Un rayo de esperanza es la idea de que podríamos usar electricidad renovable para dividir el agua (H2O) para producir hidrógeno rico en energía (H2), que luego podría almacenarse y usarse en células de combustible. Esta es una perspectiva especialmente interesante para dividir el agua en una situación en la que las fuentes de energía eólica y solar producen electricidad, ya que esto nos permitiría almacenar energía para su uso cuando no estén disponibles esas fuentes renovables.

Sin embargo, el problema esencial es que el agua es muy estable y requiere una gran cantidad de energía para romperse. Un obstáculo particularmente importante para eliminar es la energía o "sobrepotencial" asociado con la producción de oxígeno, que es el cuello de botella en la reacción para la división del agua para producir H2.

Aunque ciertos elementos son efectivos para dividir el agua, como el rutenio o el iridio (dos de los llamados metales nobles de la tabla periódica), estos son prohibitivamente costosos para la comercialización. Otras opciones más baratas tienden a sufrir en términos de su eficiencia y/o robustez. De hecho, en la actualidad, nadie ha descubierto catalizadores que sean rentables, altamente activos y robustos durante períodos de tiempo significativos.

Entonces, ¿cómo resuelves tal enigma? Detente antes de imaginar batas de laboratorio, anteojos, vasos de precipitados y olores extraños. Este trabajo se realizó completamente utilizando una computadora.

Al reunir a químicos y físicos teóricos, el equipo del Trinity detrás del último avance combinó la inteligencia química con computadoras muy poderosas para encontrar uno de los "santos griales" de la catálisis.

El equipo, dirigido por el profesor Max García-Melchor, hizo un descubrimiento crucial al investigar las moléculas que producen oxígeno: la ciencia había subestimado la actividad de algunos de los catalizadores más reactivos y, como resultado, el temido obstáculo "sobrepotencial" ahora parece más fácil de eliminar. Además, al refinar un modelo teórico aceptado durante mucho tiempo para predecir la eficiencia de los catalizadores de división de agua, han hecho que sea mucho más fácil para las personas (o supercomputadoras) buscar el elusivo catalizador de "bala verde".

Max Garcia-Melchor y Michael CraigEl autor principal, Michael Craig, del Trinity, se complace en utilizar esta idea. "Ahora sabemos lo que necesitamos optimizar, por lo que es solo el caso de encontrar las combinaciones correctas", dijo.

El equipo apunta ahora a utilizar la inteligencia artificial para colocar una gran cantidad de metales y ligandos abundantes en la tierra (uniéndolos para generar los catalizadores) en un crisol antes de evaluar cuál de las combinaciones casi infinitas produce la mayor promesa.

En combinación, lo que antes parecía un lienzo vacío ahora se parece más a una pintura por números, ya que el equipo ha establecido principios fundamentales para el diseño de catalizadores ideales.

ciclos catalíticos de REA

Imagen:Ciclos catalíticos para las dos vías de reacción principales propuestas para la reacción de evolución del oxígeno (REA)

El profesor Max García-Melchor agregó: "Dada la necesidad cada vez más apremiante de encontrar soluciones de energía verde, no es sorprendente que los científicos hayan estado buscando durante algún tiempo un catalizador mágico que nos permita dividir el agua electroquímicamente de manera rentable, de manera confiable. Sin embargo, no es exagerado decir que antes de esta cacería era como buscar una aguja en un pajar. Todavía no hemos llegado a la línea de meta, pero hemos reducido significativamente el tamaño del pajar y estamos convencidos de que la inteligencia artificial nos ayudará a aspirar el heno restante".

También enfatizó que: "Esta investigación es enormemente emocionante por varias razones y sería increíble jugar un papel en hacer del mundo un lugar más sostenible. Además, esto muestra lo que puede suceder cuando investigadores de diferentes disciplinas se unen para aplicar su experiencia y tratar de resolver un problema que nos afecta a todos y cada uno de nosotros".

El profesor Max García-Melchor es profesor asistente de Ussher en química en Trinity y autor principal de la histórica investigación que acaba de publicarse en una revista internacional líder, Nature Communications: "Universal scaling relations for the rational design of molecular water oxidation catalysts with near-zero overpotential"

Ya que estás aquí...

... tenemos un pequeño favor que pedirte. Más personas que nunca están leyendo Vista al Mar pero muchas menos lo están pagando. Y los ingresos por publicidad en los medios están cayendo rápidamente. Así que puedes ver por qué necesitamos pedir tu ayuda. El periodismo divulgador independiente de Vista al Mar toma mucho tiempo, dinero y trabajo duro para producir contenidos. Pero lo hacemos porque creemos que nuestra perspectiva es importante, y porque también podría ser tu perspectiva.

Si todo el que lee nuestros artículos, que le gustan, ayudase a pagar por ello, nuestro futuro sería mucho más seguro. Gracias.

Hacer una donación a Vista al Mar