{"id":57705,"date":"2024-07-26T01:21:32","date_gmt":"2024-07-26T06:21:32","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=57705"},"modified":"2024-07-26T01:21:33","modified_gmt":"2024-07-26T06:21:33","slug":"ingenieros-desarrollan-una-receta-para-un-combustible-de-cero-emisiones-latas-de-gaseosa-agua-de-mar-y-cafeina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2024\/07\/26\/ingenieros-desarrollan-una-receta-para-un-combustible-de-cero-emisiones-latas-de-gaseosa-agua-de-mar-y-cafeina\/","title":{"rendered":"Ingenieros desarrollan una receta para un combustible de cero emisiones: latas de gaseosa, agua de mar y cafe\u00edna"},"content":{"rendered":"\n<p>Una fuente sostenible de energ\u00eda limpia puede estar en las latas de refresco viejas y en el agua de mar. Los ingenieros del MIT han descubierto que cuando el aluminio de las latas de refresco se expone en su forma pura y se mezcla con agua de mar, la soluci\u00f3n burbujea y produce hidr\u00f3geno de forma natural, un gas que puede utilizarse posteriormente para alimentar un motor o una pila de combustible sin generar emisiones de carbono. Es m\u00e1s, esta sencilla reacci\u00f3n puede acelerarse a\u00f1adiendo un estimulante com\u00fan: la cafe\u00edna.<\/p>\n\n\n\n<p>En un estudio que aparece hoy en la revista <a href=\"https:\/\/www.cell.com\/cell-reports-physical-science\/fulltext\/S2666-3864(24)00399-0\">Cell Reports Physical Science<\/a>, los investigadores demuestran que pueden producir gas hidr\u00f3geno dejando caer bolitas de aluminio pretratadas del tama\u00f1o de guijarros en un vaso de precipitados con agua de mar filtrada. El aluminio se trata previamente con una aleaci\u00f3n de metales raros que depura eficazmente el aluminio hasta convertirlo en una forma pura que puede reaccionar con el agua de mar para generar hidr\u00f3geno. Los iones de sal del agua de mar pueden, a su vez, atraer y recuperar la aleaci\u00f3n, que puede reutilizarse para generar m\u00e1s hidr\u00f3geno en un ciclo sostenible.<\/p>\n\n\n\n<p>El equipo descubri\u00f3 que esta reacci\u00f3n entre el aluminio y el agua de mar produce gas hidr\u00f3geno con \u00e9xito, aunque lentamente. Por pura diversi\u00f3n, echaron a la mezcla algunos posos de caf\u00e9 y descubrieron, para su sorpresa, que la reacci\u00f3n se aceleraba. Al final, el equipo descubri\u00f3 que una baja concentraci\u00f3n de imidazol (un ingrediente activo de la cafe\u00edna) es suficiente para acelerar significativamente la reacci\u00f3n, produciendo la misma cantidad de hidr\u00f3geno en solo cinco minutos, en comparaci\u00f3n con dos horas sin el estimulante a\u00f1adido.<\/p>\n\n\n\n<p>Los investigadores est\u00e1n desarrollando un peque\u00f1o reactor que podr\u00eda funcionar en un buque marino o un veh\u00edculo submarino. El buque albergar\u00eda un suministro de pellets de aluminio (reciclados de latas de refresco viejas y otros productos de aluminio), junto con una peque\u00f1a cantidad de galio-indio y cafe\u00edna. Estos ingredientes podr\u00edan canalizarse peri\u00f3dicamente hacia el reactor, junto con parte del agua de mar circundante, para producir hidr\u00f3geno seg\u00fan la demanda. El hidr\u00f3geno podr\u00eda entonces alimentar un motor a bordo para impulsar un motor o generar electricidad para alimentar el barco.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Esto es muy interesante para aplicaciones mar\u00edtimas como barcos o veh\u00edculos submarinos porque no tendr\u00edas que llevar agua de mar, est\u00e1 f\u00e1cilmente disponible&#8221;, dice el autor principal del estudio Aly Kombargi, un estudiante de doctorado del Departamento de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica del MIT.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Tampoco tenemos que llevar un tanque de hidr\u00f3geno. En su lugar, transportar\u00edamos aluminio como &#8216;combustible&#8217; y simplemente agregar\u00edamos agua para producir el hidr\u00f3geno que necesitamos&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Los coautores del estudio incluyen a Enoch Ellis, estudiante de grado en ingenier\u00eda qu\u00edmica; Peter Godart, Ph.D. &#8217;21, quien fund\u00f3 una empresa para reciclar aluminio como fuente de combustible de hidr\u00f3geno; y Douglas Hart, profesor de ingenier\u00eda mec\u00e1nica del MIT.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"A sustainable way to generate hydrogen fuel\" width=\"640\" height=\"360\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/QIowXoHPeFk?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><figcaption class=\"wp-element-caption\">Una bolita de aluminio del tama\u00f1o de un guijarro, arrojada a un vaso de precipitados con agua de mar filtrada, produce gas hidr\u00f3geno que burbujea y sale del recipiente en cuesti\u00f3n de minutos. Los ingenieros del MIT est\u00e1n optimizando esta sencilla reacci\u00f3n qu\u00edmica como una forma eficiente y sostenible de generar combustible de hidr\u00f3geno, que imaginan que se puede utilizar para alimentar un motor o una pila de combustible a bordo de buques y veh\u00edculos submarinos.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Los escudos est\u00e1n en pie<br><\/strong>El equipo del MIT, dirigido por Hart, est\u00e1 desarrollando m\u00e9todos eficientes y sostenibles para producir gas hidr\u00f3geno, que se considera una fuente de energ\u00eda &#8220;verde&#8221; que podr\u00eda alimentar motores y pilas de combustible sin generar emisiones que provoquen el calentamiento global. Un inconveniente de alimentar veh\u00edculos con hidr\u00f3geno es que algunos dise\u00f1os requerir\u00edan que el gas se llevara a bordo como la gasolina tradicional en un tanque, una configuraci\u00f3n arriesgada, dado el potencial vol\u00e1til del hidr\u00f3geno. Hart y su equipo, en cambio, han buscado formas de alimentar veh\u00edculos con hidr\u00f3geno sin tener que transportar constantemente el gas. Encontraron una posible soluci\u00f3n en el aluminio, un material naturalmente abundante y estable que, cuando entra en contacto con el agua, experimenta una reacci\u00f3n qu\u00edmica sencilla que genera hidr\u00f3geno y calor.<\/p>\n\n\n\n<p>La reacci\u00f3n, sin embargo, conlleva una especie de dilema: si bien el aluminio puede generar hidr\u00f3geno cuando se mezcla con agua, solo puede hacerlo en un estado puro y expuesto. En el momento en que el aluminio entra en contacto con el ox\u00edgeno, como en el aire, la superficie forma inmediatamente una fina capa de \u00f3xido similar a un escudo que impide reacciones posteriores. Esta barrera es la raz\u00f3n por la que el hidr\u00f3geno no burbujea inmediatamente cuando se deja caer una lata de refresco en el agua.<\/p>\n\n\n\n<p>En un trabajo anterior, utilizando agua dulce, el equipo descubri\u00f3 que pod\u00edan perforar el escudo del aluminio y mantener la reacci\u00f3n con el agua mediante un pretratamiento del aluminio con una peque\u00f1a cantidad de una aleaci\u00f3n de metal raro hecha a partir de una concentraci\u00f3n espec\u00edfica de galio e indio. La aleaci\u00f3n act\u00faa como un &#8220;activador&#8221;, eliminando cualquier acumulaci\u00f3n de \u00f3xido y creando una superficie de aluminio puro que es libre de reaccionar con el agua.<\/p>\n\n\n\n<p>Cuando realizaron la reacci\u00f3n en agua dulce desionizada, descubrieron que una pastilla de aluminio pretratada produc\u00eda 400 mililitros de hidr\u00f3geno en solo cinco minutos. Calculan que solo 1 gramo de pastillas generar\u00eda 1,3 litros de hidr\u00f3geno en la misma cantidad de tiempo. Pero para ampliar a\u00fan m\u00e1s el sistema se requerir\u00eda un suministro significativo de galio e indio, que es relativamente caro y raro.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Para que esta idea fuera rentable y sostenible, tuvimos que trabajar en la recuperaci\u00f3n de esta aleaci\u00f3n despu\u00e9s de la reacci\u00f3n&#8221;, dice Kombargi.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Junto al mar<br><\/strong>En el nuevo trabajo del equipo, descubrieron que pod\u00edan recuperar y reutilizar el galio indio utilizando una soluci\u00f3n de iones. Los iones (\u00e1tomos o mol\u00e9culas con carga el\u00e9ctrica) protegen la aleaci\u00f3n de metal de reaccionar con el agua y ayudan a que se precipite en una forma que se puede extraer y reutilizar.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Por suerte para nosotros, el agua de mar es una soluci\u00f3n i\u00f3nica que es muy barata y est\u00e1 disponible&#8221;, dice Kombargi, quien prob\u00f3 la idea con agua de mar de una playa cercana. &#8220;Fui literalmente a Revere Beach con un amigo y tomamos nuestras botellas y las llenamos, y luego simplemente filtr\u00e9 las algas y la arena, les agregu\u00e9 aluminio y funcion\u00f3 con los mismos resultados consistentes&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Descubri\u00f3 que el hidr\u00f3geno efectivamente burbujeaba cuando agregaba aluminio a un vaso de precipitados con agua de mar filtrada. Y pudo extraer el galio indio despu\u00e9s. Pero la reacci\u00f3n ocurri\u00f3 mucho m\u00e1s lentamente que en agua dulce. Resulta que los iones del agua de mar act\u00faan como escudo del galio indio, de modo que puede unirse y recuperarse despu\u00e9s de la reacci\u00f3n. Pero los iones tienen un efecto similar en el aluminio, creando una barrera que ralentiza su reacci\u00f3n con el agua. Mientras buscaban formas de acelerar la reacci\u00f3n en el agua de mar, los investigadores probaron varios ingredientes poco convencionales.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Est\u00e1bamos jugando con cosas en la cocina y descubrimos que cuando a\u00f1ad\u00edamos posos de caf\u00e9 al agua de mar y ech\u00e1bamos bolitas de aluminio, la reacci\u00f3n era bastante r\u00e1pida en comparaci\u00f3n con el agua de mar sola&#8221;, dice Kombargi.<\/p>\n\n\n\n<p>Para ver qu\u00e9 podr\u00eda explicar la aceleraci\u00f3n, el equipo se puso en contacto con colegas del departamento de qu\u00edmica del MIT, quienes sugirieron que probaran con imidazol, un ingrediente activo de la cafe\u00edna, que tiene una estructura molecular que puede atravesar el aluminio (lo que permite que el material siga reaccionando con el agua), mientras deja intacto el escudo i\u00f3nico del galio indio.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Esa fue nuestra gran victoria&#8221;, dice Kombargi. &#8220;Ten\u00edamos todo lo que quer\u00edamos: recuperar el galio indio, adem\u00e1s de una reacci\u00f3n r\u00e1pida y eficiente&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Los investigadores creen que tienen los ingredientes esenciales para hacer funcionar un reactor de hidr\u00f3geno sostenible. Planean probarlo primero en veh\u00edculos marinos y submarinos. Han calculado que un reactor de este tipo, con una capacidad de unos 18 kilos de pellets de aluminio, podr\u00eda alimentar un peque\u00f1o planeador submarino durante unos 30 d\u00edas bombeando agua de mar circundante y generando hidr\u00f3geno para alimentar un motor.<\/p>\n\n\n\n<p>&#8220;Estamos mostrando una nueva forma de producir combustible de hidr\u00f3geno, sin transportar hidr\u00f3geno, sino con aluminio como &#8216;combustible'&#8221;, dice Kombargi. &#8220;El siguiente paso es averiguar c\u00f3mo utilizarlo para camiones, trenes y tal vez aviones. Tal vez, en lugar de tener que transportar agua tambi\u00e9n, podr\u00edamos extraer agua de la humedad ambiental para producir hidr\u00f3geno. Eso es lo que est\u00e1 por venir&#8221;.<\/p>\n\n\n\n<p>Fuente: <a href=\"https:\/\/techxplore.com\/news\/2024-07-recipe-emissions-fuel-soda-cans.html\">Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Una fuente sostenible de energ\u00eda limpia puede estar en las latas de refresco viejas y en el agua de mar. 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