Para la generación de energías alternativas renovables, la mayoría de las fuentes que se consideran incluyen una fuente obvia de energía - sea luz (sol), calor(sol y fuego) o movimiento(vientos y olas del mar). El pasado 26 de abril publicamos un artículo donde se podía generar energía electrica apartir del diferencia de salinidad entre el agua dulce y de mar y, ambos normalmente los encontramos en las desembocaduras de ríos; sin embargo, este nueva investigación agrega un elemento mas, y es que añade bacterias en el proceso y obtiene un combustible importante: el hidrógeno.
Si bien el proceso sigue siendo fundamentalmente electroquímico, donde el agua de mar y agua dulce se encuentran en lados opuestos de una membrana que permite que los iones a través, pero impide el paso de las moléculas de agua. Los iones se mueven en el de agua dulce para equilibrar las fuerzas osmóticas, lo que creará una diferencia de carga que pueden ser colectados para diversos fines. La tensión producida en una sola de estas células es pequeña, pero la fuente del poder es esencialmente ilimitada y puede estar disponible las 24 horas del día.
Si bien, el pequeño voltaje por celda, hacen de este un método poco práctico de producción de hidrógeno (H2) por disgregación del agua. Es posible llegar a la tensión necesaria con un número suficiente de estas células que se colocan en serie, pero esto requiere docenas de celdas, y las membranas para tantos hace que el costo de este tipo de aparatos sea prohibitivo.
Entonces requerimos un actor mas, estas son las bacterias. Cuando se administra una fuente de materia orgánica, las bacterias cosechan electrones debido a la oxidación del carbono y lo convierten en el suministro de energía de la célula como alimentación principal, el ATP (Adenosin Trifosfato). Ahora bien, donde van los electrones, para ello se debe tener un receptor de electrones conveniente, aunque se encuentra fuera de la célula. Las bacterias actuan como un gancho hasta un electrodo, empujando a los electrones hacia el.
Este proceso también proporciona una fuente relativamente de bajo voltaje de electricidad, pero, de nuevo demasiado baja para poder realizar la disgregación del agua por su propia cuenta. La población de bacterias potencia la producción de hidrógeno , pero sólo mediante la aplicación de una fuente adicional de tensión.
Por lo tanto, los autores siguieron adelante y se fusionaron los dos. Cinco celdas de agua dulce / sal fueron colocados en serie, con el ánodo final que se utiliza para alojar bacterias. Este pequeño grupo de células en sí mismo es ni siquiera suficiente para producir corriente utilizable. Pero cuando directamente relacionado con el sistema bacteriano, se les dio un impulso suficiente para liberar hidrógeno, siempre y cuando hayan sido facilitados con la materia orgánica (en los experimentos, los autores utilizaron acetato). Un aumento en el flujo de agua a través de las células aumenta la tasa de producción, y el hidrógeno se sigue liberando hasta que el acetato se haya agotado.
La eficiencia era bastante impresionante. A tasas de flujo más lento, el contenido total de energía del hidrógeno fue de 36 por ciento de la energía de entrada al sistema en forma de acetato. En este caudal, alrededor del 85 por ciento de la energía almacenada en el hidrógeno provenía de la diferencia de agua salada fresca. Las bacterias hacen el resto de la energía a partir del acetato, que utilizan para su supervivencia y crecimiento. El bombeo de agua a través del sistema sólo representaban alrededor del uno por ciento del costo de la energía.
La mala noticia es que este sistema altamente eficiente requiere de una cara, a base de platino cátodo. Los investigadors señalaron que es posible usar un cátodo más barato, basado en molibdeno, pero se reduce la eficiencia. También sugieren que podría ser posible encontrar un material barato que funciona bien con este sistema, pero, hasta el momento no se ha identificado ninguno.
Algunos de ustedes probablemente se estará preguntando si tenemos una fuente barata y renovable de acetato. Afortunadamente, no es una necesidad. El acetato proporciona una forma conveniente de medir la cantidad de entrada de energía en el sistema, pero las bacterias pueden notablemente usar como alimento los residuos agrícolas y desechos humanos podría funcionar igual de bien, teniendo en cuenta las especies de bacterias.
El agua dulce, con el agua de mar y las bacterias, son energías renovables y en resumen, podríamos enlazar estos sistemas hasta una tubería de desagüe y salir con hidrógeno en el otro extremo.
Mayor información : PNAS
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