Archive for diciembre, 2013

Nueva lámina fotovoltaica transparente, altamente eficiente y barata de Perovskita.

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Un equipo de científicos dirigido por el investigador Hendrik Bolink del Institut de Ciència Molecular (ICMol) del Parc Científic de la Universitat de València ha creado un dispositivo fotovoltaico delgado, similar a una lámina, de muy bajo coste y una alta eficiencia.

Los resultados de este trabajo, realizado en colaboración con investigadores del École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en Suiza, se publicaron ayer en la revista Nature Photonics.

La célula solar está formada por una capa de perovskita, un material híbrido orgánico-inorgánico de fácil síntesis y bajo coste, colocada entre dos capas ultra finas de semiconductores orgánicos, con un grosor total de menos de media micra (millonésima parte de un metro).

Hendrik Bolink explica que para su fabricación “se han utilizado procesos de baja temperatura similar a los usados en la imprenta, lo que permite fabricar estos dispositivos sobre láminas de cristal o folios de plástico para que sean flexibles”. Existe la posibilidad de hacer los dispositivos de apariencia semitransparente, una característica muy útil para el aprovechamiento solar desde los edificios, ya que, también por su poco espesor y bajo peso, se podrían colocar en las ventanas y, al mismo tiempo que frenaran la entrada de rayos solares, generarían electricidad.

Las células fotovoltaicas que convierten la luz solar directamente en electricidad usan en la mayor parte de los casos –alrededor del 85%– silicio cristalino como material activo, un producto muy caro, mientras que el resto está basado en capas delgadas de teluro de cadmio y sulfuro de cadmio, más económicas de producir, pero basadas en materias primas muy escasas y contaminantes por incluir cadmio.

Las altas eficiencias en células solares de capa delgada usando materiales muy abundantes y baratos, como los que constituyen las perovskitas, abre la puerta para aumentar el porcentaje de energía solar en la mezcla de fuentes renovables.

Leer más : perovskita

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30 de diciembre de 2013 at 08:16 Deja un comentario

Hidrógeno a partir de agua y luz

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Un grupo de investigadores han descubierto un catalizador que puede obtener hidrógeno separando el oxígeno del agua usando sólo luz solar y nanopartículas de óxido de cobalto. El descubrimiento puede dar lugar a una fuente de energía limpia y renovable.

Los resultados de las investigaciones han sido publicados en la revista Nature Nanotechnology. Bao Jiming, autor principal del artículo y profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación de la Universidad de Houston, la importancia de la investigación radica en el descubrimiento del nuevo fotocatalizador y el potencial de la nanotecnología.

La separación de las moléculas de agua mediante fotocatálisis se lleva investigando desde la década de 1970. Pero nunca antes se había usado óxido de cobalto para este fin. El proyecto se basó en otros experimentos de investigadores de la Universidad de Houston, la Universidad Estatal de Houston, la Academia China de Ciencias, la Universidad del Estado de Texas, la empresa de ópticas Carl Zeiss Microscopía LLC y la Universidad de Sichuan.

Los investigadores usaron las nanopartículas de dos maneras: mediante un láser y de forma mecánica. Bao señala que, aunque hay algunas diferencias, ambos métodos han funcionado. En los experimentos se han usado distintas fuentes de luz, desde un láser a la luz blanca que simula el espectro solar. Bao asegura que la reacción puede funcionar igual de bien usando la luz solar de forma natural, así que no necesitaría energía extra para completar el proceso.
Cuando se añaden las nanopartículas y se aplica la luz, el agua se divide en hidrógeno y oxígeno casi instantáneamente, produciendo el doble de hidrógeno que de oxígeno, según la relación dos a uno de las moléculas de agua.

Aumentar la eficiencia del proceso

El experimento demuestra que hay un potencial enorme como fuente de combustible renovable. La tasa de eficiencia es del 5%, una tasa de conversión demasiada baja para ser viable comercialmente. Bao cree que habría que llegar a una tasa de eficiencia de, aproximadamente, un 10%, esto es, que el 10% de la energía solar incidente se convierta en energía química para producir hidrógeno.

Hay otras cuestiones que hay que resolver, en general, para reducir costes y para ampliar la vida útil de las nanopartículas de óxido de cobalto, ya que no funcionaban después de una hora de reacción.

Leer más :hidrógeno, luz y nano partículas

25 de diciembre de 2013 at 23:02 Deja un comentario

Energía bacteriana a partir de aguas residuales.

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Existen bacterias con la capacidad de producir electricidad cuando “digieren” materia orgánica.

Hace mucho tiempo que se conocía de la existencia de tales microbios, que al evolucionar en ambientes idóneos desarrollaron las características necesarias para generar reacciones químicas con minerales que contienen óxido, a fin de obtener el “combustible” que necesitan para vivir.

Durante el último decenio, algunos grupos de investigación han puesto a prueba varias maneras de usar estos microbios como biogeneradores de electricidad, pero explotar con la debida eficacia esta fuente potencial de energía ha sido todo un desafío.

La pila eléctrica microbiana que han desarrollado Yi Cui, Craig Criddle, Xing Xie, Meng Ye, Po-Chun Hsu y Nian Liu, de la Universidad de Stanford en California, cuenta con la novedad, respecto a los modelos previos, de que su diseño es simple aunque eficiente.

Los creadores de esta singular batería eléctrica esperan que sea usada en lugares como las plantas depuradoras para tratamiento de aguas residuales, o en labores como descomponer sustancias contaminantes orgánicas en las “zonas muertas” de bastantes lagos y de algunos sectores marinos costeros.

Leer más: electricidad bacteriana.

22 de diciembre de 2013 at 23:50 Deja un comentario

Hidrógeno almacenado a partir del viento para producir energía.

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No es el primer proyecto pero seguramente sí el más ambicioso. El Gobierno alemán acaba de hacerlo público: quiere utilizar energía eólica para romper la molécula del agua (H2O), extraer así hidrógeno (H2), almacenarlo en forma de gas y utilizarlo como combustible para los vehículos o como fuente de electricidad a demanda, es decir, cuando haga falta.

El proyecto pretende evitar que se desperdicie la energía que no pueden inyectar en las redes eléctricas los parques eólicos alemanes cuando sopla mucho el viento y es baja la demanda, por ejemplo, a determinadas horas de la noche.

La distribuidora de electricidad Stadtwerke Mainz, el fabricante de gases industriales Linde, la multinacional Siemens y la Universidad de Ciencias Aplicadas de RheinMain acaban de hacer público el lanzamiento del proyecto, consistente en la construcción de una formidable central de electrólisis en el distrito de Hechtsheim, en Mainz (la electrolizadora es la instalación que rompe la molécula del agua y obtiene hidrógeno). Las obras del denominado Parque de la Energía de Mainz (Energiepark Mainz) comenzarán en la primavera de 2014, según han confirmado las partes. La iniciativa, que cuenta con un presupuesto de diecisiete millones de euros, está apoyada por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Tecnología de Alemania.

Según sus promotores, después de su puesta en marcha, que está previsto suceda en 2015, el objetivo último del Energiepark Mainz es hacer “una significativa contribución al éxito de la Energiewende de Alemania” (que así ha denominado el gobierno de aquella nación al cambio de rumbo que quiere imprimir a su política energética, en pos de un horizonte cero nuclear y 100% renovable). Mainz quiere convertirse así -según informan sus promotores- en una especie de “faro” de esa política. El proyecto consistiría en fin en la construcción de una planta de electrólisis que produzca con energías renovables hidrógeno para su almacenamiento, su distribución mediante camiones cisterna o su inyección en la red de gas natural para su uso en la generación de calor o electricidad.

Leer más: H2 del viento.

15 de diciembre de 2013 at 15:41 Deja un comentario

Acuíferos de agua dulce ocultos bajo las plataformas continentales.

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Científicos australianos han descubierto reservas masivas de agua dulce bajo las plataformas continentales, incluyendo las costas de Australia, China, Norteamérica y Sudáfrica. Sería una fuente imprescindible de agua potable, advierten.

El volumen estimado de las reservas halladas es de 500.000 kilómetros cúbicos, es decir, centenas de veces más grande que la cantidad total de agua subterránea sacada en los últimos cien años, según el estudio publicado en la revista ‘Nature’.

Los investigadores examinaron los estudios científicos del fondo marino realizados anteriormente y las investigaciones realizadas con fines de exploración de petróleo y gas.

Las reservas subterráneas se crearon tras la absorción de agua pluvial, cuando el nivel del mar era mucho más bajo que ahora. Con el fin de la última edad de hielo, las reservas se taparon con el agua procedente del derretimiento de los glaciares que formó los océanos como los conocemos hace unos 20.000 años. Sin embargo, el agua de estas reservas se mantuvo dulce protegida por láminas sedimentarias.

A pesar de que la explotación de las reservas submarinas sería de alto costo y requerirá de muchas precauciones para no contaminar el agua, es una fuente muy importante: según informes de la ONU, más del 40% de la población actual sufre escasez de agua potable y este número crece constantemente.

7 de diciembre de 2013 at 20:57 1 comentario

Company Makes CO2 Into Liquid Fuel, with Help from a Volcano

An Icelandic company figures out how to make methanol from waste CO2, but the economics may not work without a nearby volcano.

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When a geothermal power plant started spewing hot water into the barren, volcanic landscape of Iceland’s Southern Peninsula in 1976, the locals turned the steaming lake into a health spa that’s now frequented by half a million people a year. Now a small Icelandic company is hoping to turn a profit from waste carbon dioxide from the same plant.

Carbon Recycling International has built an adjacent plant that converts the carbon dioxide into methanol, a fuel and feedstock for making plywood, paints, and other products. It may be the first company anywhere to demonstrate a commercially viable way of making liquid fuel directly from carbon dioxide, something that could help reduce greenhouse gas emissions.

So far, though, the economics work only in rare places that have cheap power and cheap carbon dioxide. For carbon dioxide recycling to make a big dent in greenhouse gas emissions, we’ll need breakthroughs in catalysis and almost certainly a tax on emissions of carbon dioxide to provide an incentive to capture and use it.

In Iceland, industrial prices for electricity are only four cents per kilowatt-hour, roughly a third of what industry pays in Germany or in New England in the United States.

The carbon dioxide emitted by the geothermal plant is also cheaper to capture than the carbon dioxide from fossil-fuel power plants. At coal-fired plants, carbon dioxide is a product of burning coal in air—the resulting flue gas, like air, is mostly nitrogen, and separating the carbon dioxide is expensive.

Geothermal plants are powered by water heated by hot rocks underground, often those associated with volcanoes. Carbon Recycling brands its methanol Vulcanol, says CEO K-C Tran, because “it’s made with energy from a volcano.” Carbon dioxide is formed by the decomposition of underground carbonate rocks. The amount of carbon dioxide is relatively small—roughly one-20th as much as for coal-fired power plants per kilowatt-hour of electricity. But the geothermal plant emits highly concentrated streams of carbon dioxide that require less energy and equipment to separate and capture.

To make methanol from carbon dioxide, you need a source of hydrogen, since methanol is partly made of hydrogen. Hydrogen is also a fuel in its own right and provides the chemical energy needed to form methanol. Carbon Recycling gets its hydrogen by using electricity from the geothermal power plant to split water. Tran says that the process will be profitable by next year, when its five-million-liter methanol plant is operating at full capacity.

Leer Más: volcano Energy

1 de diciembre de 2013 at 00:22 Deja un comentario


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