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En el futuro se generará combustible a partir del sol

El JCAP de Estados Unidos está desarrollando un prototipo de célula solar que produzca hidrocarburos


Si el combustible que quemamos no produjera C02 en su combustión, se acabaría gran parte del problema del cambio climático. Con ese objetivo trabaja el Joint Center for Artificial Photosynthesis (JCAP) de Estados Unidos. Ha logrado ya el desarrollo de prototipos para la generación de hidrógeno a partir de agua, sin la utilización de más energía que la solar. También se esfuerza en crear un prototipo de célula solar que produzca hidrocarburos. Por Javier Molina.


Javier Molina
Doctor en Informática y Telecomunicaciones y aún así apasionado de las ciencias clásicas Saber más del autor


Fuente: Pixabay.
Fuente: Pixabay.
La energía solar es limpia y razonablemente rentable, si consideramos una inversión a medio-largo plazo. Pero presenta un gran problema, es directamente dependiente de la intensidad y el tiempo que el sol incide en las celulas solares.

Por otra parte, el almacenamiento de la energía eléctrica tiene un alto coste (baterías), así como su transmisión, que presenta importantes pérdidas. Además, la utilización comercial de la energia eléctrica para hacer funcionar aviones o barcos, y en algunos casos trenes u otros vehículos, no es algo razonable. En estos casos se siguen usando los hidrocarburos, básicamente, derivados del petróleo.

Los hidrocarburos están formados por moléculas con hidrógeno y carbono, y generan energía mediante su combustión. Esto es, los mezclamos con oxígeno quemándolos, lo que nos da como desechos principales dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O).

Pero el CO2 contribuye al efecto invernadero y, en consecuencia, al calentamiento global. El principal problema con los hidrocarburos es que ese CO2 liberado se había almacenado en el petróleo a los largo de miles años de fotosíntesis....  las plantas lo capturaron y una gran cantidad de ellas luego se convirtió en petroleo. El ser humano, desde la revolución industrial, esta liberando todo este C02.

Combustible con huella de carbono cero

Si el combustible que quemamos no produjera C02 en su combustión, o si previamente se consumiese la misma cantidad en su producción, estaríamos hablando de un combustible sostenible que no estaría contribuyendo al cambio climático.

En este sentido, existen dos grandes líneas de investigación. Una es la generación de hidrógeno, otra la generación de hibrocarburos, ambas de forma limpia, sin generación de C02 en el proceso. El Joint Center for Artificial Photosynthesis  (JCAP) de Estados Unidos trabaja en estas dos líneas.

Imagen de sol tomada de openclipart.org
Imagen de sol tomada de openclipart.org
Hidrógeno solar

Ya existen prototipos para la generación de hidrógeno a partir de agua sin la utilización de más energía que la solar. Nótese que no se consume ni se produce C02. El proceso que se utiliza es el conocido por hidrólisis.

El hidrógeno, sin combinarse con otros elementos, es un combustible en sí mismo: si lo mezclamos con oxígeno se produce energía y como desecho obtenemos, solo, ¡vapor de agua!

Parece el combustible ideal, pero tambien presenta sus problemas. El hidrógeno molecular es muy inestable, no hace falta calentarlo para que arda, tan solo basta con que entre en contacto con el oxígeno. Esto hace que su almacenamiento y su utilicación conlleve dificultades y riesgos.

Aún así, el prototipo desarrollado en el JCAP podría tener muy interesantes aplicaciones comerciales, siendo posible el almacenamiento de energía solar sin el uso de baterías.

Hidrocarburos solares

Pero los inversores están realmente interesados en el desarrollo de un prototipo de célula solar que produzca hidrocarburos.

Esto, en teoría, parece plausible, si bien el proceso químico es mucho más complejo que una sencilla hidrólisis.  Para obtener hidrocarburos a partir de agua y dióxido de carbono se necesitarían seis reacciones químicas, la energía la pondría el sol, sí, pero aún así no se ha conseguido aún el desarrollo de una célula solar capaz de llevar a cabo esta cadena de reacciones.

Los hidrocarburos son mucho más estables que el hidrógeno molecular, permitiendo su uso como combustible en muchos más escenarios, en los que la inestabilidad del mismo sería un problema: aviones, barcos, coches, trenes...

Miércoles, 22 de Junio 2016
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