Los científicos han sabido desde la década de 1950 que es teóricamente posible generar electricidad a través del movimiento del agua en lugares donde se encuentran el agua de mar y el agua de río. Este tipo de tecnología se denomina generación de energía osmótica o energía azul. Aunque se han construido prototipos de esta tecnología, todavía se están realizando investigaciones para demostrar que esta tecnología es escalable y confiable. En una revisión de la literatura publicada el 28 de mayo en Nano Research Energy, los investigadores analizaron los diferentes tipos de materiales que se pueden usar en la generación de energía osmótica.
“Hay varios lugares en la tierra donde el agua de mar y el agua de río se mezclan naturalmente. El agua de mar contiene iones cargados positivamente, como iones de sodio, e iones cargados negativamente, como iones de cloruro. Utilizando membranas cargadas electrostáticamente que son selectivas para una especie de ion mientras bloquean el otro puede generar electricidad que puede alimentar dispositivos electrónicos o almacenarse en baterías”, dijo el autor del artículo Javad Safaei, investigador del Centro de Tecnología de Energía Limpia de la Universidad de Tecnología de Sídney en Australia.
La generación de energía osmótica es prometedora como alternativa a los combustibles fósiles por varias razones. El agua salada está fácilmente disponible, el principal producto de desecho de esta técnica es el agua salobre y, a diferencia de la energía eólica y solar, la electricidad producida a través de este método no es intermitente. La investigación sugiere que este método podría producir alrededor de un teravatio, o un billón de vatios, cada año. Esto es en comparación con la producción solar global (710 gigavatios) y la producción de energía eólica (730 gigavatios), a partir de 2020.
Debido a que la investigación avanza a un ritmo tan rápido, esta revisión de la literatura comparó los diferentes tipos de materiales 2D que se han estudiado para su uso en la generación de energía osmótica. Para generar electricidad, el agua deberá pasar a través de una membrana. Si hay dos cámaras de agua con diferente salinidad, el agua salada se moverá a través de la membrana hacia la cámara con menos agua salada. Como esta membrana se pueden utilizar diferentes tipos de materiales con diferentes propiedades y beneficios. El nuevo artículo de revisión analizó cómo se fabricaron los materiales, sus características físicas, las propiedades de transporte de iones y su capacidad para generar energía a través de la ósmosis.
“Actualmente, estas membranas se fabrican utilizando una variedad de materiales. Entre todos, los materiales 2D se destacan como el candidato más prometedor debido a sus altas conductividades iónicas, alta resistencia mecánica, capacidades de producción a gran escala y la capacidad de transformarse en capas ultrafinas. Además, se pueden fabricar varias nanoestructuras con un rendimiento mejorado mediante el uso del híbrido de materiales 2D con otros nanomateriales”, dijo Safaei.
A través de esta revisión, los investigadores esperan crear conciencia sobre la generación de energía osmótica a través de materiales 2D. “El mensaje más importante que tenemos es presentar primero el concepto de convertir la diferencia de concentración de sal del agua de mar/agua de río en electricidad a una audiencia más amplia. También esperamos acelerar el progreso de la investigación en este campo especificando aún más el enfoque en materiales 2D, que son los más prometedores para fabricar membranas conductoras de iones de alto rendimiento”, dijo Safaei.
De cara al futuro, los investigadores esperan ampliar la escalabilidad de la generación de energía osmótica utilizando materiales 2D, pero es necesario realizar más investigaciones. “Los materiales 2D son actualmente las clases de materiales más prometedoras que pueden fabricar dispositivos prácticos que convierten los potenciales químicos del agua de mar/agua de río en electricidad. Prevemos que una mayor investigación en materiales 2D hace que la generación práctica de energía de gradiente de salinidad esté un paso más cerca de la realidad, dijo Safaei.
Fuente: Tech Xplore.
