Categoría: Avances energéticos

El agua de mar podría convertirse en una fuente de litio prácticamente inagotable

Una investigación ha desarrollado un nuevo método para la extracción de litio a partir del agua del mar utilizando un proceso de electrolisis selectivo alimentado por energía solar.

Litio a partir del agua del mar.
Litio a partir del agua del mar.

Un equipo de investigadores de la Universidad china de Nanjing ha publicado un estudio en la revista Joule en el que describe un nuevo método para la extracción de litio a partir de agua del mar, utilizando un proceso de electrolisis alimentado por energía solar.

Actualmente, todo el litio comercial proviene de minerales y salmueras situadas en tierra. Según informes publicados este mismo año, la reserva total de litio estimada supone aproximadamente un total de 14 millones de toneladas. La distribución geográfica de los recursos de litio en tierra es desigual, con más del 98% de las reservas concentradas en Chile, Argentina, China y Australia. Además, la extracción de litio de minerales y salmueras tiene un impacto ambiental significativo, por ser altamente contaminante, por los daños que provoca en el suelo, la contaminación del aire y el agotamiento del agua en el entorno.

Reparto de reservas de litio terrestre en el mundo

Reparto de reservas de litio terrestre en el mundo

Sin embargo el océano contiene 230 mil millones de toneladas de litio, una cantidad cuatro veces superior a las reservas de litio en tierra. Esta cantidad es además infinitamente superior a la consumida anualmente por la actividad humana, por lo que el impacto de su extracción sobre la concentración de litio en el océano sería insignificante. En otras palabras, el agua de mar puede actuar como un recurso de litio global prácticamente inagotable.

A pesar de que las reservas de litio en el océano son inmensas, su concentración en agua de mar es muy baja (0.1-0.2 ppm). Los investigadores han propuesto varias estrategias para extraer compuestos de litio del agua de mar, como los métodos basados ​​en la adsorción y la diálisis, pero las tasas de extracción de litio de estas técnicas son relativamente lentas.

Diagrama esquemático del prototipo del dispositivo de extracción de litio con energía solar

Diagrama esquemático del prototipo del dispositivo de extracción de litio con energía solar: (A) Extracción de litio; (B) Prototipo; (C) Matriz de dispositivos a escala situados en el mar.

Según la información publicada en diversas revistas del ámbito científico, existe un nuevo proceso que ha resultado ser más rápido y controlable, y es incluso capaz de obtener mayor concentración del metal que los procesos de adsorción. El prototipo del dispositivo desarrollado por científicos chinos en Nanjing, puede ser alimentado por un panel solar y puede generar litio metálico directamente durante el proceso de extracción .

Técnicamente los investigadores de Nanjing usaron un conductor electrolítico de litio en estado sólido (NASICON) como membrana selectiva de iones de litio, junto con un electrolito aprótico (que no acepta protones) en el cátodo, para crear un compartimento sin protones, en lugar de la habitual solución acuosa empleada en el ánodo de la electrólisis. Según Sixie Yang, uno de los investigadores del proyecto, “el método permite además recuperar otros elementos del agua del mar variando el tipo de membrana o utilizando otros ánodos selectivos de iones”. Para la implementación de estos dispositivos a escala marítima “se requieren estudios adicionales de eficiencia energética que aclaren el impacto de la densidad de corriente en la tasa de producción de litio del dispositivo”, ha añadido.

Fuente: https://www.hibridosyelectricos.com/articulo/tecnologia/investigadores-chinos-obtienen-litio-partir-agua-mar/20180730124048020741.html

ESTUDIANTES DE LA UNIVERSIDAD DE PUEBLA UTILIZAN AGUA DE CHARCO COMO COMBUSTIBLE

ESTUDIANTES DE LA UNIVERSIDAD DE PUEBLA UTILIZAN AGUA DE CHARCO COMO COMBUSTIBLE

Un grupo de estudiantes de la Universidad Autónoma de Puebla (México) adaptan un motor de ciclomotor para funcionar con 50% de hidrógeno obtenido de agua y 50% de gasolina.

NOTAAl final del artículo hay un video reportaje donde se puede ver a los estudiantes con el prototipo híbrido gasolina-hidrogeno.

DESPERTARES

Por HIDROCAR ECOLOGICO

Estefani Merlo Zechinelli, María Luisa Zago Merlo, Javier Précoma Rosas y Ana Karen Stefanoni Merlo, estudiantes de la BUAP, diseñaron y fabricaron este prototipo de hidrógeno para un pequeño ciclomotor que es capaz de funcionar al 50% con hidrógeno obtenido por hidrólisis a partir de cualquier tipo de agua, incluso agua de un charco. Adicionalmente, lo interesante y novedoso de su proyecto es que la energía eléctrica necesaria para producir la hidrólisis y descomponer la molécula de agua para obtener el combustible se genera mediante un pequeño panel solar ubicado sobre el ciclomotor que al mismo tiempo sirve de cubierta para el sol o la lluvia.

Todo comenzó cuando Estefani, estudiante de la Facultad de Ingeniería, escuchó sobre la investigación del ingeniero Tomás Aarón Juárez Zerón acerca de cómo utilizar agua como combustible. La idea le pareció atractiva y buscó alumnos de otras facultades para iniciar el proyecto. A partir de ahí contactó con sus compañeros de equipo, todos universitarios, originarios de Chipilo, Puebla.

La primera integrante en unirse fue María Luisa, de la Facultad de Ingeniería Química, debido a que la idea del proyecto parte de un proceso químico, la electrolisis, que separa los componentes de un compuesto por medio de la electricidad, fundamento químico del funcionamiento del prototipo.

Poco después se sumó Javier, de la Facultad de Ciencias de la Electrónica, ya que requerían de alguien que diseñara y fabricara un sistema de sensores para detectar qué tipo de agua se podría utilizar, pues se consideró emplear agua sucia y salada, no potable, con fines ecológicos. Fue a él a quien se le ocurrió transferir el prototipo al campo, particularmente para ayudar a la producción agrícola de su natal Chipilo, una comunidad fundada por inmigrantes italianos y que actualmente, por tradición, se sostiene principalmente de actividades agropecuarias.

Además, se quería conseguir un modelo de negocio rentable, para lo cual se integró Ana Karen de la Facultad de Administración. De esta forma, sostienen todos, hacemos visible el trabajo multidisciplinario que tanto requieren los proyectos de este tipo.

María Luisa Zago explica:

“En el proceso de electrolisis, que es la hidrólisis por medio de electricidad, la primera fase consiste en separar los elementos que componen las moléculas de agua: el hidrógeno y el oxígeno. Con el agua, uno de los compuestos más abundantes y por tanto de fácil acceso, no requerimos explotar recursos naturales no renovables, por lo que cualquier persona puede usar este sistema –el motor- y aplicarlo a sus necesidades, generando una huella ecológica menor, sin emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera y ahorrar significativamente en costos.”

En el primer intento utilizaron agua contaminada, de charco, y desde entonces echaron a andar con éxito un motor de motocicleta. En primer lugar, el agua pasa por un proceso de filtrado con el fin de separar contaminantes y residuos sólidos con más de 2 milímetros de grosor y evitar obstrucciones en las mangueras del sistema, de esta manera, su prototipo es un híbrido hidrógeno-gasolina que funciona 50% con agua 50% con gasolina.

El hidrógeno obtenido del agua se introduce a través de una manguera al carburador. Por su parte, la gasolina se introduce mediante la composición de mangueras original. Una vez que el combustible hace combustión se une al hidrógeno. Estas adaptaciones se hicieron en el motor de una motocicleta que los estudiantes recogieron de un desguace para las pruebas.

Inicialmente midieron que dicha moto recorría 50 kilómetros aproximadamente por cada dos litros de gasolina. Con los cambios, con un litro de agua y otro de combustible, realizaron pruebas durante dos meses en las que superaron por mucho esa distancia, según las mediciones realizadas.

Antes de las pruebas con el motor 50-50, comenzaron con un 90 por ciento de gasolina y 10 de hidrógeno. Poco a poco fueron aumentando el porcentaje del hidrógeno hasta encontrar la proporción ideal, a la mitad, ya que al 50-50, su rendimiento se asemeja al sistema que utiliza pura gasolina, en cuanto a potencia y velocidad.

El sistema cuenta además con sensores de nivel para la detección de las cantidades de agua y gasolina, para que el vehículo nunca se quede sin estos. El conductor conoce los niveles de agua y gasolina, gracias al tablero digital que instalaron, el cual indica el porcentaje de hidrógeno, y al tablero original de la motocicleta, que precisa las cantidades de combustible.

El rendimiento fue medido en un motor de motocicleta. Ellos planean modificar motores de maquinaria agrícola, como tractores u otros.
La electrolisis se lleva a cabo mediante una celda de hidrógeno. Cuanto más grande sea ésta, mayor será la eficiencia y la producción de hidrógeno. Al aumentar entonces el tamaño de las celdas para ajustarla a las dimensiones de los motores de tractores y maquinaria de campo, más gas tendremos, explicó María Luisa.

“Hay que conectar con otros chavos para hacer este trabajo más sustentable. Ayudarnos entre quienes tenemos los mismos ideales, para concretar proyectos”, agregó Estefani.

Aunque no son pioneros en el uso de estos principios químicos, pues ingenieros y científicos han realizado proyectos similares desde hace años, su visión es distinta: comenzar a incidir desde lo pequeño.

ESTUDIANTES DE LA UNIVERSIDAD DE PUEBLA UTILIZAN AGUA DE CHARCO COMO COMBUSTIBLE“Sabemos que un producto que le pegue al petróleo es un producto que amenaza, por lo que las iniciativas desaparecen. Los intereses que atacas han impedido su uso. Algunos ya comienzan, pero en esta parte de la historia es todavía difícil, de ahí la importancia de implementar estas ideas en el campo, ayudando al trabajo agrícola de sus familias, de su natal Chipilo.”

afirma María Luisa, la estudiante que inició este proyecto.

Pulsa PLAY para ver el video reportaje:

Algunas características del hidrógeno

  • El hidrógeno es el elemento más abundante del Universo y uno de los más abundantes de la naturaleza.
  • Es un combustible inagotable que no produce emisiones contaminantes ni de efecto invernadero y que puede ser producido por diversos métodos y utilizando fuentes energéticas autóctonas y renovables.
  • Producido con renovables, representa una alternativa sostenible a los combustibles fósiles.
  • Producido a partir de la electrolisis del agua mediante energía eléctrica de origen renovable, cierra un ciclo natural y limpio.
  • Está llamado a ser uno de los protagonistas del inminente futuro modelo energético.

Nota del autor:
Importante diferenciar entre los motores de combustión de hidrógeno y los vehículos de pila de hidrógeno. El funcionamiento de los vehículos de pila de hidrógeno consiste en hacer funcionar un motor eléctrico alimentado por la electricidad obtenida a partir de unos depósitos de hidrógeno comprimido implementados en un vehículo de nuevo diseño y nueva fabricación. Sin embargo, la alternativa que publicamos en este artículo permitirá adaptar a funcionamiento 100% con hidrógeno cualquiera de los motores de combustión de hidrocarburos existentes actualmente en el mercado convirtiéndolos además en vehículos no contaminantes.

De esta forma, gracias a la implementación de esta tecnología los vehículos actuales se pueden convertir a hidrógeno siendo una excelente alternativa frente al coste que supone la adquisición de los vehículos que usan celdas de combustible de hidrógeno, los cuales han de ser fabricados totalmente nuevos desde cero.

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Fuente:  https://despertares.org/2018/07/22/estudiantes-de-la-universidad-de-puebla-utilizan-agua-de-charco-como-combustible/

El auto impulsado con agua de mar que alcanza los 350 km/h

Funciona igual que una celda de combustible de hidrógeno, excepto que el líquido utilizado para almacenar energía es agua salada. Esto no está muy lejos del automóvil impulsado por agua, una idea etiquetada como una conspiración.

Suena como una gran mentira del internet pero es real: la empresa Nanoflowcell desarrolla vehículos cuyo combustible es simple agua con sal, algo que a los grandes consorcios petroleros no les gusta mucho.

En el caso del Nanoflowcell AG el líquido pasa a través de una membrana entre dos tanques, creando una carga eléctrica. Esta electricidad se almacena y distribuye mediante supercondensadores. Los cuatro motores eléctricos en el automóvil se alimentan de esa electricidad que lo hace funcionar. El automóvil transporta el agua en dos tanques de 200 litros, que en un solo viaje puede recorrer hasta 600 km antes de tener que llenar el tanque. En general, el cuatro plazas es de 5.25 metros de largo, 2.22 metros de ancho y 1.35 metros de alto podría revolucionar la industria del transporte.

Después de hacer su debut en el Salón del Automóvil de Ginebra 2014, la tecnología de agua salada ahora ha sido certificada para su uso en carreteras europeas.

Combustible del futuro

“Tenemos planes importantes, y no solo dentro de la industria automotriz. El potencial de NanoFlowcell es mucho mayor, especialmente en términos de suministro de energía doméstica, así como en tecnología marítima, ferroviaria y de aviación” dijo el presidente de la empresa, Jens-Peter Ellermann.

Y es que la empresa no está sola en el juego del agua salada como combustible: científicos del Laboratorio de Investigación Naval de EE.UU. desarrollaron en 2017 una tecnología para recuperar el dióxido de carbono y el hidrógeno del agua de mar y convertirlo en un combustible tipo hidrocarburo líquido. Esto podría ser un gran avance y eliminar la necesidad de los hidrocarburos fósiles.

Tal vez veamos cómo poco a poco el agua de sal se vaya insertando en el mercado de los combustibles limpios y podamos dejar de usar los contaminantes combustibles derivados de petróleo.

Fuente: http://www.lr21.com.uy/tecnologia/1368698-nanoflowcell-auto-agua-salada-combustible-limpio

Lluvia ‘made in China’: Pekín lanza el proyecto más ambicioso de lluvia artificial del mundo

Lluvia 'made in China': Pekín lanza el proyecto más ambicioso de lluvia artificial del mundo
Huangshan, la provincia de Anhui, China Reuters

China va camino de convertirse en el primer país que lanza un sistema para propiciar lluvia a gran escalainformaChina Morning Post.

Elaborada por la compañía estatal Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China, la nueva tecnología —que se encuentra en fase de prueba—, permitiría incrementar la cantidad de precipitaciones en la meseta del Tíbet, una de las reservas de agua más importantes del país y de Asia. Los glaciares y depósitos de la zona tibetana proveen de su caudal a la mayor parte de los principales ríos de China, la India y otros países asiáticos.

Lloverá en un territorio tan grande como tres Españas

La tecnología consiste en una serie de cámaras de combustión que serán instaladas a lo largo de la meseta montañosa del Tíbet, cuyas características físicas la convierten en un lugar ideal para un proyecto como este. Estas cámaras, en las que se quema combustible sólido, generan yoduro de plata, compuesto químico que participa en la formación de nubes. El impacto de los vientos monzones procedentes del sur de Asia contra las montañas hace que estos compuestos químicos ascienda al cielo para convertirse en nubes.

Hasta ahora han sido instaladas más de 500 cámaras de combustión en el Tíbet, así como en la región autónoma de Sinkiang y otras áreas. Sin embargo, con el tiempo, la meseta constará con decenas de miles de cámaras capaces de provocar lluvia en un área de 1,6 millones cuadrados, lo que equivale a tres veces el tamaño de España.

Tradicionalmente, en China se utilizan aviones que arrojan  compuestos químicos a las nubes para ‘sembrar la lluvia’. Este método también se usa para filtrar el aire en el país asiático, que padece una intensa contaminación atmosférica.

Fuente: https://actualidad.rt.com/actualidad/267880-lluvia-china-pekin-artificial

Energía Osmótica: una posible salvación al planeta

Foto: La energía en la sociedad

(Caracas, 03 de julio. Noticias24) – Recientemente la Real Sociedad de Química publicó un documento desarrollado por la Universidad de Pensilvania, describiendo los extraordinarios resultados obtenidos para generar energía haciendo circular alternativamente, agua de mar salada con concentración de 30 gramos de sal -NaCl- y agua “dulce” con concentración de 1 gramos de sal -NaCl-.

Este proceso se reconoce como energía osmótica y a través del mismo se han logrado producir 12,6 vatios en un área de un metro cuadrado -m2-, esto nunca había sido logrado.

Partiendo del desarrollo de agua salada sintética con concentración de 300 gramos de sal por litro, se alcanza densidad de energía de 26,3 vatios.

Considerando que el lugar ideal para la instalación de este tipo de plantas orientadas al desarrollo de energía osmótica, es el que se encuentra en las afluencias de los ríos y mares.

Es una tecnología que no utiliza productos de cobre, los cuáles se convierten en tóxicos y que al mismo tiempo eno produce ninguna huella de carbón.

Con anterioridad la energía osmótica se inició basada en la diferencia de concentración de sal en el agua. Partiendo de la ósmosis por presión retardada que utiliza membranas semipermeables.

Sin embargo, se debió considerar como riesgo el problema de la gran cantidad de bacterias que se adhieren a la membrana y esto va disminuyendo considerablemente la cantidad de energía generada.

Por otro lado, un desarrollo tecnológico denominado electrodiálisis inversa, en la cual el agua no tiene contacto con la membrana sino que lo hace la sal, llega a producir muy baos i+indices de energía.

Esperemos conclusiones, de este trascendente desarrollo para la humanidad.

Fuente: http://www.noticias24.com/tecnologia/noticia/25915/esta-es-la-energia-osmotica-considerada-una-salvacion-energetica-para-el-planeta/

Baterías que “beben” agua de mar, ¿propulsión sin límite para los robots submarinos?

Cuanto mayor es el radio de autonomía de un dron (robot aéreo), mayor es la cantidad de distintos tipos de misión que este puede llevar a cabo en los cielos. Ahora, la empresa Open Water Power (OWP), impulsada por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, pretende mejorar grandemente el alcance de los vehículos submarinos no tripulados, ayudándoles a desempeñarse mejor en una serie de aplicaciones bajo el mar, gracias al ingenio del equipo de Ian Salmon McKay.

OWP, comprada hace poco por la empresa L3 Technologies, ha desarrollado un sistema de energía novedoso de aluminio-agua, que es más seguro y más duradero que otras alternativas, y que multiplica por diez el alcance de esos robots submarinos, en comparación con lo máximo que ofrecen las baterías tradicionales de iones de litio, utilizadas para las mismas aplicaciones.

El nuevo sistema de abastecimiento de energía podría hallar una amplia gama de usos, incluyendo ayudar a los robots subacuáticos a sumergirse a mayor profundidad, durante periodos más largos de tiempo, en las simas oceánicas para explorar pecios de barcos, para cartografiar el fondo del océano, y para efectuar investigaciones. También podrían ser utilizados para la búsqueda de petróleo a gran distancia en el mar y para varias aplicaciones militares.

La mayoría de robots subacuáticos usan baterías basadas en el litio, las cuales tienen varios problemas. Para empezar, se sabe que pueden incendiarse, así que las baterías para estos vehículos no se pueden enviar por vía aérea. Además, como su densidad de energía es bastante limitada, dependen de barcos, con el coste que ello implica, que los acompañen por la zona donde se muevan, recargándoles las baterías cuando es necesario. Y estas últimas necesitan estar encerradas en recipientes presurizados de metal que también son caros. En resumen, duran bastante poco y son inseguras.

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La batería de Open Water Power, que “bebe” agua marina para poder funcionar. Es más segura y barata, y multiplica por diez el rendimiento de las tradicionales baterías de iones de litio en los vehículos submarinos no tripulados. (Foto: Open Water Power)

En cambio, el sistema de energía de OWP es más seguro, más barato y más duradero. Consiste en aluminio aleado, un cátodo aleado con una combinación de elementos (principalmente níquel), y un electrolito alcalino que se encuentra situado entre los electrodos.

Cuando un robot submarino equipado con este sistema de energía es colocado en el océano, el agua marina se introduce en la batería, y se descompone en el cátodo en forma de aniones de hidróxido y gas hidrógeno. Los aniones de hidróxido interactúan con el ánodo de aluminio, creando hidróxido de aluminio y liberando electrones. Esos electrones regresan al cátodo, donando por el camino energía a un circuito y empezando nuevamente el ciclo. Tanto el hidróxido de aluminio como el gas hidrógeno son expulsados como residuo inocuo.

Los componentes son solo activados cuando se les inunda con agua. Cuando el ánodo de aluminio se corroe, puede ser reemplazado a bajo coste.

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/24820/baterias-que-beben-agua-de-mar-propulsion-sin-limite-para-los-robots-submarinos-/