Desarrollo de un dispositivo flotante alimentado por energía solar para producir hidrógeno y agua purificada a partir de agua contaminada
Los investigadores han desarrollado un dispositivo flotante alimentado por energía solar capaz de transformar agua contaminada o agua de mar en combustible de hidrógeno limpio y agua purificada. El dispositivo, que podría ser útil en entornos con recursos limitados o sin conexión a la red eléctrica, funciona con cualquier fuente de agua abierta y no requiere alimentación externa.
El dispositivo inspirado en la fotosíntesis
Se inspira en la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas convierten la luz solar en alimento. A diferencia de las versiones anteriores de la «hoja artificial», que podían producir combustible de hidrógeno verde a partir de fuentes de agua limpia, este nuevo dispositivo funciona con fuentes de agua contaminada o agua de mar y puede producir al mismo tiempo agua potable limpia.
Pruebas prometedoras
Las pruebas del dispositivo han demostrado que es capaz de producir agua limpia a partir de aguas muy contaminadas, agua de mar e incluso del río Cam, en el centro de Cambridge.
Una solución para regiones remotas
En regiones remotas o en vías de desarrollo, donde el agua limpia es relativamente escasa y no se dispone fácilmente de la infraestructura necesaria para su purificación, la disociación del agua es extremadamente difícil. Un dispositivo que pudiera funcionar utilizando agua contaminada podría resolver dos problemas a la vez: podría disociar el agua para producir combustible limpio y podría producir agua potable limpia.
Resumen
Un dispositivo capaz de producir tanto combustible como agua limpios utilizando únicamente energía solar podría ayudar a resolver las crisis energética e hídrica a las que se enfrentan muchas partes del mundo. Por ejemplo, la contaminación del aire interior causada por la cocción con combustibles «sucios» como la parafina es responsable de más de tres millones de muertes al año, según la Organización Mundial de la Salud. Cocinar con hidrógeno verde podría ayudar a reducir considerablemente esta cifra. Y 1.800 millones de personas en el mundo siguen sin tener acceso a agua potable en casa.
Para comprender mejor
1. ¿Qué es este nuevo dispositivo solar flotante?
Es un dispositivo que utiliza energía solar para transformar agua contaminada o agua de mar en combustible de hidrógeno limpio y agua purificada. Puede funcionar con cualquier fuente de agua abierta y no necesita alimentación externa. Está inspirado en la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas convierten la luz solar en alimento. A diferencia de las versiones anteriores de la «hoja artificial», este nuevo dispositivo funciona con fuentes de agua contaminada o agua de mar y puede producir al mismo tiempo agua potable limpia.
3. ¿Cuáles son los resultados de las pruebas realizadas con este dispositivo?
Las pruebas demostraron que era capaz de producir agua limpia a partir de aguas muy contaminadas, agua de mar e incluso del río Cam, en el centro de Cambridge.
4. ¿Cuáles son las ventajas de este dispositivo para las zonas remotas?
En estas regiones, donde el agua limpia es relativamente escasa y no se dispone fácilmente de la infraestructura necesaria para su purificación, este dispositivo podría resolver dos problemas a la vez: podría disociar el agua para producir un combustible limpio y podría producir agua potable limpia.
5. ¿Cuál es el impacto potencial de este dispositivo en la crisis energética e hídrica?
Un dispositivo capaz de producir tanto combustible limpio como agua limpia utilizando únicamente energía solar podría ayudar a resolver las crisis energética e hídrica a las que se enfrentan muchas partes del mundo. Por ejemplo, la contaminación del aire interior causada por cocinar con combustibles «sucios» como la parafina es responsable de más de tres millones de muertes al año. Cocinar con hidrógeno verde podría ayudar a reducir considerablemente esta cifra. Y 1.800 millones de personas en todo el mundo siguen sin tener acceso a agua potable en casa.
Principales conclusiones
El dispositivo solar flotante puede transformar agua contaminada o agua de mar en combustible de hidrógeno limpio y agua purificada. Funciona con cualquier fuente de agua abierta y no requiere alimentación externa. El dispositivo se inspira en la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas convierten la luz solar en alimento. A diferencia de las versiones anteriores de la «hoja artificial», este nuevo dispositivo funciona utilizando fuentes de agua contaminada o agua de mar. Se ha probado con éxito en agua muy contaminada, agua de mar e incluso en el río Cam, en el centro de Cambridge. Este dispositivo podría ser especialmente útil en regiones remotas o en desarrollo, donde escasea el agua limpia. Podría ayudar a resolver dos problemas a la vez: la producción de combustible limpio y la producción de agua potable. Cocinar con hidrógeno verde podría ayudar a reducir el número de muertes debidas a la contaminación del aire interior causada por cocinar con combustibles «sucios». 1.800 millones de personas en el mundo siguen sin tener acceso a agua potable en casa. Este esquema es aún una prueba de principio, pero representa el tipo de soluciones que necesitaremos para desarrollar una verdadera economía circular y un futuro sostenible.
Referencias
Los resultados se publican en la revista Nature Water. La investigación ha sido financiada en parte por el programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea, el Consejo Europeo de Investigación, el Cambridge Trust, el Programa de Becas Petronas y el Programa Winton de Física de la Sostenibilidad. Erwin Reisner es miembro del St John’s College. Chanon Pornrungroj es miembro del Darwin College, y Ariffin Mohamad Annuar es miembro del Clare College. Chanon Pornrungroj, Ariffin Bin Mohamad Annuar et al. ‘Hybrid photothermal-photocatalyst sheets for solar-driven overall water splitting coupled to water purification’. Nature Water (2023). DOI: 10.1038/s44221-023-00139-9