Archive for enero, 2013

Fotosíntesis Artificial. – Semiconductores generan hidrógeno con luz solar.

Esta tecnología, que recibe el nombre de ‘fotosíntesis artificial’, está inspirada en la fotosíntesis que se produce en la naturaleza

Investigadores del Grupo de Dispositivos Fotovoltáicos y Optoelectrónicos de la Universitat Jaume I, dirigido por el catedrático Juan Bisquert, han desarrollado -empleando nanotecnología- un dispositivo con materiales semiconductores que en medio acuoso genera hidrógeno de forma autónoma. Para ello se emplea únicamente luz solar.

Esta tecnología, que recibe el nombre de ‘fotosíntesis artificial’, está inspirada en la fotosíntesis que se produce en la naturaleza (proceso en el que las plantas aprovechan la energía solar para transformar la materia orgánica en compuestos orgánicos, liberando la energía química almacenada en los enlaces de la molécula adenosina trifosfato-ATP, y obteniendo compuestos energéticos como azúcares y carbohidratos).

El hidrógeno es un elemento muy abundante en la superficie de la tierra, pero en su forma combinada con el oxígeno: el agua (H2O). La molécula de hidrógeno (H2) contiene mucha energía que puede ser liberada cuando se quema debido a la reacción con el oxígeno atmosférico, dando como único residuo del proceso de combustión agua. Para convertir el agua en combustible (H2) hay que romper la molécula H2O separando sus componentes, y para que el proceso se realice de forma renovable (sin utilizar reservas fósiles del subsuelo) es necesario utilizar un dispositivo que emplee la energía de radiación solar y, sin ninguna otra ayuda, realice las reacciones químicas de romper la agua y formar hidrógeno, de forma similar a como lo hacen las hojas de las plantas. Por eso estos dispositivos reciben la denominación de hoja artificial.

“Aunque el rendimiento energético del dispositivo no es, en estos momentos, suficiente para pensar en su comercialización, estamos explorando distintas vías para mejorar su eficiencia y demostrar que esta tecnología constituye una alternativa real para satisfacer la demanda energética del siglo XXI”, comenta Sixto Giménez, uno de los investigadores responsables del trabajo.

Burbujas de gas hidrógeno

El dispositivo se sumerge en la solución acuosa y cuando se ilumina con una fuente de luz genera burbujas de gas hidrógeno. En un primer paso, el grupo de investigación ha utilizado una disolución con un agente oxidante y estudia la evolución del hidrógeno producido por los fotones. “Ahora el reto más importante -comenta Iván Mora, miembro del equipo que ha desarrollado el dispositivo- es comprender los procesos físico-químicos que se producen en el material semiconductor y en su interface con el medio acuoso para racionalizar el proceso de optimización del dispositivo”.

El desarrollo de la hoja artificial es un gran desafío científico por la dificultad que supone la selección de los materiales que intervendrán en el proceso, de forma que funcionen de forma continuada y sin descomponerse. Actualmente, el Grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y Optoelectrónicos de la Universitat Jaume I es uno de los pocos grupos de investigación a nivel mundial que han demostrado la viabilidad de un dispositivo de estas características, junto a los laboratorios norteamericanos del MIT en Boston  o NREL en Denver (EEUU).

El director del grupo de investigación Juan Bisquert comenta que “en comparación con otros dispositivos, el desarrollado por la UJI presenta la ventaja de su bajo coste de producción y de una mayor recolección de los fotones incidentes de la luz, utilizándose para la producción de hidrógeno fotones incluso del espectro infrarrojo”.

La producción de hidrógeno de forma eficiente utilizando materiales semiconductores y luz solar constituye un reto crucial -según su promotores- para hacer realidad un cambio de modelo energético hasta una tecnología de conversión sostenible, basado en recursos inagotables y respetuoso con el medio ambiente. En la experimentación con este dispositivo también han participado otros miembros de grupo de investigación como Eva Maria Barea, Francisco Fabregat, Roberto Trevisan, Maria Victoria González, Pau Rodenas, Pablo P. Boix y Laura Badía.

Leer más:

Grup de dispositius fotovoltaics i optoelectrónica

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3 de enero de 2013 at 00:01 Deja un comentario

Ingeniería genética aplicada a los biocombustibles

Potenciar la ingeniería genética en vegetales definitivamente mejorará la producción de biocombustibles.

El petróleo representa casi 40% de la energía que consumimos globalmente. Gracias a él se obtienen hidrocarburos como la gasolina y el diesel, mismos que se emplean para combustible utilizado en automóviles, trenes, aviones, barcos y la mayoría de las máquinas de la industria. Pero ¿cuál será la alternativa cuando ya no tengamos este recurso natural no renovable?

La energía renovable consiste en la obtención de fuentes naturales prácticamente infinitas como el sol, el aire, la lluvia y el agua. A diferencia de la energía tradicional no implica un alto costo y no es contaminante.

Actualmente los biocombustibles son una gran alternativa como fuente de energía obtenida de manera renovable a partir de restos orgánicos que proceden habitualmente del azúcar, trigo, maíz o semillas.

No todas las plantas se pueden convertir en biocombustible debido a que algunas tienen lignina y las hemicelulosas, lo cual significa que poseen un alto contenido de azúcares pentosa que hacen más difícil la conversión a diferencia de las plantas con azúcares hexosa.

Para este problema recientemente el equipo de investigación de Henrik Scheller, del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en Estados Unidos, ha usado técnicas de manipulación genética que permite obtener cantidades más pequeñas de xilano (el principal polisacárido no celulósico) en las paredes celulares secundarias, y así poder diseñar plantas que procesen fácilmente y elaboren biocombustible. Este experimento se aplicó en tres cepas de Arabidopsis deficientes en xilano.

Al manipular genéticamente la Arabidoposis crece un poco menos, pero se compensa con la facilidad para producir biocombustibles a partir de ella. El resultado final facilitará el desarrollo de una energía alternativa y la reducción considerable del uso de los combustibles fósiles.

2 de enero de 2013 at 12:43 Deja un comentario

DryBath: Poción para bañarse sin agua

No es novedad la desesperante situación que se vive en África, donde el interés internacional sólo se apoya de vez en cuando, como para justificar con lágrimas de cocodrilo todas las actividades económicas y sociales que contribuyen a la extensión en el tiempo del malestar africano. Uno de los principales problemas es la falta de agua, y con ella la pobre higiene que tienen millones de sus pobladores. Pensando en esta situación y también en el capricho juvenil de no querer bañarse, un chico de 17 años con muy pocos recursos disponibles inventó DryBath, una poción para no bañarse. O mejor dicho, una poción para bañarse sin agua.

  • No hay que entrar en eufemismos cuando se habla de África. La caridad exculpatoria del capitalismo financiero y tecnócrata no remedia ni un diez por ciento de la indigencia, carencia y desolación que este sistema genera en estas zonas fuera del mundo, que son aprovechadas por el comercio entre mercenarios, dictadores y colonizadores, que intercambian recursos por armamento, mientras que la población se deshace en la pobreza y es esclavizada ante el poder de fuego y la dependencia.Como muestra de esta pesadilla de Dios, en África la falta de agua es tan grave, que millones de personas tienen que caminar kilómetros para conseguir sólo 4 litros de agua por día. Por lo que ante la urgencia de la alimentación, la higiene queda en un segundo plano, lo que constituye un problema para la sobrevivencia sanitaria de estas personas. Ludwick Marishane inventó una solución parcial para estos problemas, una poción para bañarse sin agua.

    En el mundo, 2.5 mil millones de personas no tienen acceso a agua potable. 450 millones pertenecen a África y de ésta, 5 millones son de Sudáfrica. De este último país proviene Ludwick Marishane, precisamente desde Limpopo, una provincia al norte del país. Allí, cuando tenía 17 años, aquejado por la incomodidad de tener que bañarse, un amigo le preguntó: ¿Por qué no inventas algo que la gente se pueda poner sobre la piel y entonces no tenga que bañarse? Seis meses después, y con un trabajo de investigación que luego lo hizo reconocido por la carencia de tecnología adecuada para hacerlo, Ludwick desarrollaba una receta para una loción epidémica que podía limpiar de forma económica y fácil. Bautizada como DryBath, la loción tiene el mismo efecto que los limpiadores antibacteriales, pero no es inodora y crea un film biodegradable que limpia e hidrata la piel. Con la presentación y disponibilidad en el mercado de esta loción para bañarse sin agua, Ludwick Marishane consiguió convertirse en el Estudiante emprendedor global del 2011 y fue invitado a dar la charla en TED que aquí adjuntamos.

    Drybath se venderá y distribuirá en sachets - DryBath
  • Drybath se venderá y distribuirá en sachets

    Uno de los puntos más salientes de la presentación es cuando Ludwick cuenta sobre las consecuencias de la falta de higiene en estas zonas en peligro. La enfermedad que explica es conocida como Trachoma o conjuntivitis granular, una patología contagiosa causada por una bacteria que produce una rugosidad particular en la superficie interna de los párpados, lo que a la larga produce una ceguera irreversible en los afectados. Este problema está fuertemente emparentado con la falta de higiene y aseo que se sufren en estos lugares, donde hay que escoger entre alimentarse o lavarse la cabeza.

    Lo que es impresionante del trabajo y voluntad de este inventor, es que hizo toda la investigación, experimentos y presentación del plan de negocios a través de un smartphone, pues ni siquiera tenía un ordenador ni conexión a internet. Con la presentación de DryBath, Ludwick descubrió que no sólo las personas con recursos económicos escasos lo usarían para ahorrar 2 horas de viaje por día y para aumentar su higiene, sino que también lo utilizarían las personas de amplios recursos. De esta forma, bañarse sin agua también contribuye al ahorro de agua mundial, economizando 80 litros de agua por baño. Un joven prodigio que contribuyó a salvar al mundo , millones de vidas (y así mismo) debido a –como él mismo dice- no querer bañarse.

    Leer más: Bañarse sin agua.

2 de enero de 2013 at 12:10 Deja un comentario

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