Posts filed under ‘Energía renovable’

Paneles solares Biológicos

Los estudios sobre las estructuras de algunos de los sistemas naturales recolectores de luz más eficientes están marcando el camino para las nuevas generaciones de células solares inspiradas por fenómenos biológicos naturales.

Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad de Washington en San Luis y el Laboratorio Nacional estadounidense de Oak Ridge (ORNL, por sus siglas en inglés) ha llevado a cabo un análisis de la estructura de clorosomas en bacterias verdes fotosintéticas.

Los clorosomas son eficientes en la recolección de luz solar para convertirla en otras formas de energía, incluso en ambientes extremos y con poca luz.

El clorosoma es una de las “antenas” más eficientes para la captura de energía solar que ha sido encontrada en la naturaleza, tal como enfatiza Volker Urban del Centro de Biología Molecular Estructural, dependiente del ORNL

El equipo de investigación analizó la estructura de los clorosomas bajo diferentes condiciones térmicas e iónicas, y ha comprobado que ésta cambia muy poco bajo todas estas condiciones, lo que demuestra que son muy estables.

Esto es sumamente importante para las aplicaciones biohíbridas potenciales, como por ejemplo recolectar la energía solar en materiales sintéticos de una célula solar híbrida.

clrosoma

El tamaño, la forma y la organización de ciertos complejos bioquímicos que recolectan energía solar, como los clorosomas, son factores críticos en la transferencia de electrones a los electrodos semiconductores de los dispositivos de energía solar.

Conocer mejor cómo funcionan los clorosomas en la naturaleza podría ayudar a los científicos a imitar sus mecanismos con el fin de crear células solares híbridas inspiradas en la biología y con una eficiencia comparable a la de sus homólogas naturales.

Estos son los nuevos paneles solares Biológicos

celula-solar-biologica2

Poco a poco, se están realizando nuevas investigaciones con el fin de aumentar la eficiencia de estas placas, para que pronto puedan ser trasladadas a la población.

Uno de los últimos avances ha sido llevado a cabo en la Universidad de Binghampton, suponiendo un gran paso en el desarrollo de este tipo de dispositivos. Y es que, por primera vez, han logrado conectar nueve celdas solares biológicas, dando lugar a un verdadero panel solar biológico capaz de generar electricidad con una potencia mucho mayor de la conseguida hasta ahora, 5’59 microvatios.

Este mismo grupo de investigación ya comenzó a introducir mejoras en este procedimiento el año pasado, al cambiar los materiales tradicionales por otros que parecían aumentar la eficiencia y, sobre todo, al sustituir el método tradicional de doble cámara para albergar las bacterias por otro mejor, basado en los microfluidos.

Por lo tanto; estos paneles, que aprovechan la fotosíntesis  y la respiración celular continuamente en ciclos de 12 horas día-noche, generan electricidad con un rendimiento superior a los obtenidos hasta el momento y, tras un largo proceso de mejora, podrían suponer el futuro del suministro eléctrico a largo plazo en lugares remotos, donde la sustitución frecuente de la batería no resulta práctica.

Sin embargo, a pesar de los grandes avances realizados, a estos científicos aún les queda mucho por andar; ya que, en la actualidad, un panel solar típico, compuesto por 60 células fotovoltaicas, es capaz de producir 200 vatios de potencia, mientras que uno del mismo tamaño, basado en celdas solares biológicas, produciría unos 0’00003726 vatios. De momento es muy poco, pero están empezando por lo que es posible que en breve el rendimiento sea mucho mayor.

Anuncios

15 de abril de 2016 at 11:53 Deja un comentario

Condensación de agua para producir agua en el desierto

Ingenieros Sevillanos crean agua en el desierto por condensación.

200549496-001_XS

El generador de agua potable tiene un sistema sencillo. Al  bajar la temperatura del aire, el agua que está en forma de aire se condensa, la humedad relativa va subiendo y el agua empieza a precipitarse.Gracias a unos filtros se puede potabilizar para posteriormente almacenarla en un depósito, que contempla varios capacidades según la necesidad. Juan explica que se han creado “desde generadores de quince litros al día para un hogar hasta 250 libros para una población de diez personas”.

“Con este invento podemos paliar la dureza tanto de situaciones límites como de campamentos de refugiados, en situaciones de grandes catástrofes naturales, donde el agua libre de contaminación  es una prioridad. También podemos generar el suministro seguro en las campañas militares, así como pequeños consumos domésticos. Somos los únicos en el mercado capaces de hacer algo como esto”.

Al tener un proceso automático, no es casi necesario saber mucho sobre su funcionamiento para poner la máquina en macha. Juan apunta que “solo hay que estar pendiente de limpiar sus filtros”.

Leer más Andaluces.es

7 de julio de 2015 at 14:57 Deja un comentario

Energía solar nocturna

IMG_5142.JPG

Uno de los problemas mas significativos de la energía solar, es que esta ahí, disponible, pero solo durante el día, solo durante días soleados, o sea que por momentos sobra y por momentos falta. Almacenarla no es un tema trivial y es aquí donde científicos del Technion han dado un paso gigante. Usando el poder del sol y películas ultrafinas de óxido de hierro (comúnmente conocido como óxido), investigadores israelíes han encontrado una nueva manera de dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno.

El descubrimiento, publicado esta semana en Nature Materials, podrían conducir a sistemas mucho menos costosos y más eficientes para almacenar energía solar en forma de combustibles basados en hidrógeno. Esto podría ser un gran paso adelante en el desarrollo de un “reemplazo viable” a los combustibles fósiles.

“Nuestro enfoque es el primero de su tipo”, dice el investigador principal, Profesor Avner Rothschild, del Departamento de Ciencia de Materiales e Ingeniería. “Hemos encontrado una manera de atrapar la luz en películas ultrafinas de óxido de hierro que son 5.000 veces más delgadas que una hoja de papel de oficina normal. Esta es la clave que permite lograr una alta eficiencia y un bajo costo.”

El óxido de hierro es un material semiconductor barato de producir, estable en elagua, y a diferencia de otros semiconductores como el silicio puede enfrentar el oxido, sin ser corroído, o descomponer se. Pero también presenta desafíos, el más grande de los cuales fue encontrar una manera de superar sus malas propiedades de transporte eléctrico. Los investigadores han luchado durante años con esto.

“Nuestra trampa de luz, supera esta desventaja, lo que permite una absorción eficiente de las películas ultrafinas en el que los portadores de carga fotogenerados se recogen de manera eficiente”, dice el profesor Rothschild.

El avance podría hacer posible el diseño de células solares baratas que combinan fotoelectrodos ultrafinos de óxido de hierro con las células fotovoltaicas convencionales basadas en silicio u otros materiales para producir electricidad e hidrógeno.

Según el Profesor Rothschild, estas células podrían almacenar la energía solar para uso según la demanda, 24 horas por día. Esto está en marcado contraste con las células fotovoltaicas convencionales, que proporcionan energía sólo cuando brilla el sol (y no por la noche o cuando está nublado).

Los resultados también se podría utilizar para reducir la cantidad de elementos extremadamente raros que la industria de panel solar utiliza para crear el material semiconductor en sus segunda generación de células fotovoltaicas.

El método del equipo Technion captura la luz de forma que podría ahorrar el 90% o más de los elementos raros como el telurio e indio, sin comprometer su rendimiento.

El Instituto Technion-Israel de Tecnología es una importante fuente de innovación y la capacidad intelectual que impulsa la economía israelí, y la clave de renombre de Israel como en el mundo “.

Sus tres ganadores del Premio Nobel ejemplifican la excelencia académica. Technion personas, ideas e inventos que hagan contribuciones incalculables al mundo, incluyendo medicinas para salvar vidas, energía sostenible, informática, conservación del agua y nanotecnología.

6 de noviembre de 2014 at 08:35 Deja un comentario

Una modificación de E.coli producirá propano de forma ecológica

Estas pequeños seres, que están presentes en cualquier lugar y que son fácilmente reproducibles a muy bajo coste pueden proporcionarnos el Propano que utilizamos para calentarnos o cocinar de manera natural mediante una pequeña modificación.

E.coli producirá propano

Un proyecto de investigación británico ha conseguido desarrollar un proceso que convierte a una colonia de bacterias en excretoras de propano. Este gas, que normalmente se extrae del refinado del petróleo y el gas natural, ya es un combustible con toda clase de aplicaciones: desde hornillos de camping a automóviles e infraestructuras.

Los científicos responsables del trabajo, del Imperial College de Londres, han encontrado la manera de alterar la forma en la que se reproduce la bacteria E. Coli. Y que, en vez de formar membranas celulares, los ácidos grasos que iban a formarlas acaben transformados en propano. «Aunque es una investigación en una etapa muy temprana, nuestro prototipo ofrece un método para la producción renovable de un combustible que hasta ahora solo se podía obtener de las reservas de hidrocarburos», asegura Patrik Jones, líder de la investigación.

«Aunque de momento hemos producido muy poca cantidad de combustible, éste está listo desde el primer momento para utilizarse en un motor», explica el investigador. «Esto abre la puerta a una futura producción sostenible de combustible renovable que al principio podría complementar y después reemplazar los combustibles fósiles como el diesel, la gasolina, el gas natural o el combustible aeronáutico».

Además de indagar en el proceso que han descubierto, los investigadores quieren crear un organismo sintético fotosintético que aprovecha la luz del sol como fuente de energía– capaz de hacer el ciclo completo de forma autosuficiente.

 

 

Leer más: Scientists Use E.coli To Generate Renewable Propane

3 de septiembre de 2014 at 16:51 Deja un comentario

Ecoenergía en las ventanas

Panel solar transparente

                  Panel solar transparente

Os imagináis que pudiésemos utilizar los cristales de las ventanas de las casas o coches para poder obtener energía y seguir disfrutando de la luz que entra por ellas. Pues esto ya es una realidad.

Científicos de la Universidad de Michigan dieron un paso fundamental en el ahorro de energía. Crearon paneles solares completamente transparentes. Los paneles traslúcidos ya existían pero hasta el momento sólo existían diseños que eran hasta 70% transparente o menos, limitando casi completamente la visibilidad.

Los creadores creen que este es el primer paso para incluir este tipo de paneles en edificios o rascacielos. El nuevo diseño les permitirá almacenar mucha energía para los edificios o incluso podrá usarse de pantallas en dispositivos eléctricos como tablets o smartphones.

“Los materiales no absorben ni emiten luz en el espectro visible y se ven excepcionalmente transparentes para el ojo humano”, detalló el investigador líder del proyecto, Richard Lunt, quien también explicó que esta alternativa es mucho más barata que otras formas de energía solar. Además de la transparencia se suma el bajo costo como buena noticia.

“Esto abre una gran área de oportunidades para desplegar la energía solar de una manera no intrusiva. En última instancia, queremos lograr que ni siquiera sepas que las superficies de aprovechamiento de energía se encuentran ahí”, aseguró Lunt.

La eficiencia de conversión es del 5%. El panel está compuesto por moléculas orgánicas desarrolladas por el equipo, capaces de absorber los espectros de luz ultravioleta e infrarroja.

3 de septiembre de 2014 at 08:43 Deja un comentario

Energía azul, obtenida de la diferencia de salinidad del agua salada y dulce.

20140712-193957-70797578.jpg

De las aguas se puede obtener energía maremotriz, energía undimotriz, energía de las corrientes marinas, sistemas que usan tecnologías hidráulicas para transferir la energía de las olas hasta la costa y una novedosa fuente de energía denominada Energía Azul que aprovecha diferencia de salinidad entre el agua de mar y el agua de río. No es una idea nueva; la energía de salinidad surgió en los años cincuenta del siglo pasado cuando se intentó extraer agua potable del mar. Cincuenta años más tarde, la tecnología está aún en pañales. La energía azul u osmótica es la energía obtenida por la diferencia en la concentración de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de la electro-diálisis inversa (o de la ósmosis) con membranas de iones específicos. El residuo en este proceso es agua salobre. La mezcla de agua dulce procedente de los ríos con el agua salada del océano libera altas cantidades de energía. La energía liberada al mezclar aguas con diferente salinidad no es fácilmente visible como un torrente violento de agua o un géiser de vapor caliente. Sin embargo, la energía está ahí y cualquiera que haya intentado separar la sal del agua del mar sabrá que se necesita gran cantidad de energía. Cuando se pone una membrana semi-permeable (es decir, un membrana que retiene los iones de sal pero permite el paso del agua) entre dos tanques que contienen agua dulce y agua salda respectivamente, se observará un flujo neto de agua hacia el lado del agua salada. Si el tanque de agua salada tiene un volumen fijo la presión se incrementaría hasta un máximo teórico de 26 bares. Esta presión es equivalente a una columna de agua de unos 270 metros de altura. La energía proveniente del agua a presión disponible puede ser usada para generar energías renovables amigables con el medio ambiente. Esto ocurre si la mezcla puede hacerse controlando la presión en el lado del agua salada. El proceso se denomina presión osmótica retrasada (PRO) y es un proceso técnicamente viable, aproximadamente la mitad de la energía teórica puede ser transformada en energía eléctrica, haciendo de la energía azul una nueva fuente de energía renovable. La obtención de la energía azul se realiza mediante plantas osmóticas.

20140712-194158-70918298.jpg

El proceso se basa en filtrar el encuentro de las dos aguas mediante una membrana semipermeable, que va del agua con mayor concentración a la de menor y que impide la entrada de sedimentos ni otras partículas que puedan encallar el sistema. La presión osmótica se deriva a una turbina conectada a un generador para que produzca energía.

13 de julio de 2014 at 12:00 Deja un comentario

La sal marina abaratará las células solares.

20140703-005250-3170135.jpg

Se trata del cloruro de magnesio, tan eficiente como el cloruro de cadmio. Así lo aseguran los investigadores de la Universidad de Liverpool, que han descubierto que el cloruro de magnesio puede reemplazar al cloruro de cadmio en las células solares, a un costo 300 veces menor.
Las células solares más baratas disponibles en la actualidad tienen una capa de sulfuro de cadmio, a continuación, una capa de teluro de cadmio, seguido por una capa de cloruro de cadmio. Esta capa final aumenta la eficiencia del panel solar en la conversión de sólo 2% de la luz solar en electricidad, a conversión de 15% de la luz solar en electricidad. Es por ello que el físico Jon Mayor y su equipo han descubierto que el cloruro de magnesio se extrae del agua del mar alcanza el mismo impulso a la eficiencia, de modo que se puedan hacer células solares con este material y abaratar el coste.

Para ello, el equipo utilizó un proceso de deposición de pulverización catódica para depositar la primera capa de teluro de cadmio en una hoja de vidrio ordinario. A continuación, se aplicó teluro de cadmio usando un sistema de sublimación de espacio cerrado. La capa de cloruro de magnesio se pulveriza sobre la célula solar, que se recuece en un horno. Luego se agregan contactos de oro respaldados para conducir la electricidad producida. Como resultado, se probaron la eficiencia de las células de cloruro de magnesio utilizando un simulador solar para descubrir la efectividad del material aplicado.

Dado que los costes del cloruro de magnesio con de 1 dólar por kilogramo -en comparación con el cloruro a 300 dólares el kilogramo- lo confirma como opción válida. E inclusive no es tóxico el cadmio. Ya se utiliza en productos y procesos tan diversos como para realizar sales de baño, en la fabricación de queso de soja y carreteras de deshielo. Por ello no requeriría de las mismas medidas de manejo cuidadosas como el cloruro de cadmio.

3 de julio de 2014 at 09:55 Deja un comentario

La energía geotérmica de España produciría cinco veces la capacidad eléctrica actual

Mapa-de-flujo-de-calor-en-superficie-de-la-Peninsula-Iberica_image_380La temperatura  aumenta 30 ºC cada kilómetro que se desciende bajo tierra. Este gradiente térmico, generado por el flujo de calor del interior de la Tierra y la desintegración de los elementos radiactivos en la corteza, produce energía geotérmica. Cerca de 500 centrales en todo el mundo ya la utilizan para generar electricidad, aunque en España todavía no hay ninguna.

Sin embargo, el subsuelo de la península ibérica tiene capacidad para producir hasta 700 gigavatios si se explotara este recurso con sistemas geotérmicos estimulados (EGS, por sus siglas en inglés) a entre 3 y 10 kilómetros de profundidad, donde las temperaturas superan los 150 ºC. Así lo confirma un estudio que ingenieros de la Universidad de Valladolid (Uva) publican en la revista Renewable Energy.

“La explotación de un sistema EGS pasa por la inyección de un fluido –agua o dióxido de carbono– para extraer energía térmica de la roca situada unos pocos miles de metros bajo la superficie, y cuya permeabilidad se ha mejorado o estimulado previamente con procesos de fracturación”, explica César Chamorro, uno de los autores, en la información de Sinc. “Después, el fluido calentado se lleva arriba a la central geotérmica, donde se produce electricidad, generalmente mediante un ciclo binario (con intercambio de calor entre el agua y un líquido orgánico), y se vuelve a inyectar al yacimiento en un ciclo cerrado”.

Aunque existen estaciones EGS experimentales en países como EE.UU., Australia y Japón, solo hay una conectada a la red: la de Soultz-sous-Forêts en Francia. El resto de las centrales geotérmicas actuales están en las pocas zonas de la Tierra donde se producen anomalías térmicas y presencia de agua caliente a poca profundidad.

“Sin embargo, los recursos EGS se distribuyen de forma amplia y uniforme, por lo que su potencial es enorme y podría proporcionar una potencia significativa a medio o largo plazo, de forma constante las 24 horas del día”, destaca Chamorro, que compara: “Los 700 GW eléctricos que indica el estudio representan aproximadamente unas cinco veces la actual potencia eléctrica instalada en España, si sumamos la de los combustibles fósiles, la nuclear y la renovable”.

El potencial técnico y el potencial renovable

“Incluso si limitamos el cálculo hasta los 7 km de profundidad”, añade, “el potencial alcanza los 190 GW; y entre los 3 y 5 km sería de 30 GW”. Todos estos datos hacen referencia al llamado potencial técnico, que supone un enfriamiento (mediante agua) de 10 ºC en rocas que estén al menos a 150 ºC para extraer una fracción de energía durante un periodo de explotación de 30 años.

Existe otro potencial, el renovable o sostenible, que solo considera la energía eléctrica que se podría obtener si se aprovechara el flujo térmico al ritmo que llega a la corteza desde el interior de la Tierra. Este valor es significativamente menor, y en el caso de España se estima en 3,2 GW. “Parece poco, pero es el equivalente a tres centrales nucleares”, apunta el ingeniero, quien aclara que el límite de potencia instalable sería un valor intermedio entre el potencial técnico y el renovable.

Según el estudio, las regiones en las que se alcanzan mayores temperaturas a menores profundidades, y por tanto, con mayor potencial geotérmico y susceptibles de estudios más detallados para su desarrollo, son Galicia, oeste de Castilla y León, Sistema Central, Andalucía y Cataluña. El motivo es que en su subsuelo hay mayor fricción entre placas del zócalo y presencia de materiales graníticos. Los resultados son una referencia a escala regional, por lo que la instalación de una central geotérmica en un lugar concreto requeriría estudios más detallados.

Para estimar las temperaturas a distintas profundidades (desde los 3.500 m hasta los 9.500 m de profundidad) los investigadores han partido del flujo de calor y temperaturas a 1.000 m y 2.000 m que ofrece el Atlas de Recursos Geotérmicos de Europa, así como de lo datos térmicos de la superficie terrestre que facilita la NASA.

Con esta misma información aplicada a toda Europa los investigadores han publicado otro estudio, en la revista Energy, donde comparan los potenciales de cada país. Turquía, Islandia y Francia son los que presentan mayor potencial. En conjunto, el potencial técnico del continente supera los 6.500 GW eléctricos.

Respeto a la implantación de la tecnología EGS, los autores reconocen que todavía hay problemas importantes que se deben investigar, como las técnicas idóneas de perforación, la mejor forma de fracturar la roca o cómo operar ciclos termodinámicos avanzados.

“Pero cuando se resuelvan se podrá pasar de la viabilidad técnica alcanzada hoy a la viabilidad económica que permita su explotación comercial”, apunta Chamorro. Según un informe del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), con una adecuada inversión en I+D, en 2050 se podrían instalar 100 GW eléctricos con esta tecnología en EE.UU.

“En el caso de España, los sistemas EGS también podrían tener una contribución significativa al mix energético nacional, reduciendo la dependencia energética del exterior y disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero”, concluye el ingeniero.

16 de junio de 2014 at 16:57 Deja un comentario

NUEVAS CELDA FOTOVOLTAICA QUE EMITE LUZ.

20140510-192528.jpg

Un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang desarrolló un nuevo tipo de celda fotovoltaica cuya particularidad es que puede emitir luz además de convertir la luz en electricidad.
La célula fotoeléctrica está hecha de perovskita, la que se estima que tiene un enorme potencial para desarrollar paneles solares altamente eficientes y económicos, y tiene la particularidad que además de brillar cuando pasa electricidad a través de ella, también se puede personalizar para emitir diferentes colores.
El descubrimiento de este material, publicado en Nature Materials, fue de casualidad: El candidato a postdoctorado Sum Tze Chien le preguntó a su profesor guía Xing Guichuan que apuntara un láser a una celda solar híbrida con perovskita en la que estaban trabajando, y para sorpresa del equipo, la pieza comenzó a brillar más en vez de absorber la luz como es lo usual.
Según los investigadores, el nuevo material podría perfectamente ser utilizado tanto en pantallas planas como incluso en ventanas, pues además es semi translúcido, lo que significa que se podrían utilizar como las ventanas de un edificio que de noche emitirían su propia luz, algo ideal para avisos publicitarios o edificios ecológicos.
Esta celda fotovoltaica además es cinco veces más económico que las actuales células fotoeléctricas basada en el silicio, pues su proceso de manofactura se realiza combinando diversos materiales químicos a temperatura ambiente.

11 de mayo de 2014 at 08:25 Deja un comentario

Adiós a las baterías recargables, gracias a la melanina. Baterías eternas.

20140308-231826.jpg

Arturo Solís Herrera descubrió que la melanina puede romper la molécula del agua y volver a unirla, lo cual libera energía limpia (¡limpia!) en un proceso circular inagotable que provee electricidad.

Durante 12 años el científico mexicano Arturo Solís Herrera estudió la melanina, asombrado por su capacidad catalizadora de energía. Cuando encontró que la melanina inyecta hidrógeno a las células, descubrió la llamada fotosíntesis humana; un proceso parecido al de las plantas cuando son alcanzadas por la luz. Es decir, la melanina produce energía al interior del cuerpo humano, información que anteriormente era desconocida.

Tras encantarse con esta sustancia y estudiarla, también descubrió que la melanina posee la capacidad de separar la molécula del agua (el hidrógeno del oxígeno) fenómeno que naturalmente produce energía. Pero además, la melanina también puede unir nuevamente los elementos que conforman la molécula. Esto quiere decir que es posible generar un círculo infinito de generación de energía cuando estas dos sustancias se tocan.

A partir de este principio Solís Herrera creó BaTGen, una batería que capaz de mantener una linterna encendida durante cien años, con la única condición de cambiar de foco una vez terminado el ciclo natural de este. Se trata de una batería probablemente inacabable, siempre y cuando las condiciones de cuidado son las adecuadas. Solís, desde su descubrimiento, tiene cuatro lámparas en su laboratorio que han permanecido encendidas durante más de cuatro años.

Así, tras cuatro años de batallas legales, logró que la Federación Rusa le otorgara la patente 6017379 después de demostrar las nuevas propiedades energéticas de la melanina. Aunque su lucha legal le costó alrededor de 40 mil dólares, el estudioso reconoce su orgullo por registrar una patente mexicana de este tipo (aunque penosamente no en su país). Solís Herrera afirma que el mundo está ansioso por la generación y exploración de energías limpias, que finalmente, y si los grandes intereses deciden mantenerse con vida, ganarán la batalla ecológica.

9 de marzo de 2014 at 10:20 Deja un comentario

Entradas antiguas


mayo 2019
L M X J V S D
« Jun    
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031