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¿Podría el óxido ser una nueva fuente de energía renovable?

El óxido, no es más que óxido de hierro. Las películas delgadas, podrían usarse para generar electricidad cuando interactúan con agua salada.


El óxido a menudo se asocia con la descomposición y el mal estado, pero los científicos de Caltech y la Universidad de Northwestern están viendo el óxido de manera diferente: como un medio para generar electricidad.

El óxido, después de todo, no es más que óxido de hierro. Las películas delgadas, como muestran los científicos en un nuevo estudio, podrían usarse para generar electricidad cuando interactúan con agua salada. La combinación de compuestos metálicos y agua salada es una forma conocida de conducir electricidad, ya que los iones de cloro y sodio pueden transportar corrientes eléctricas. El proceso incluso se puede replicar en su cocina.

Pero el proceso en cuestión, desarrollado por el profesor de química Caltech Tom Miller y el profesor de química Dow en el noroeste de Franz Geiger, no presenta ninguna reacción química. En cambio, el equipo se centró en la tercera ley de Newton — por cada acción, hay una reacción igual y opuesta — al convertir la energía cinética del movimiento del agua salada en electricidad.

Este proceso se conoce más comúnmente como el efecto electrocinético y se ha visto antes en películas delgadas de grafeno, fuertemente unidas en la red de panal de un átomo de carbono. En el mejor de los casos, el efecto electrocinético puede generar electricidad con una eficiencia de alrededor del 30 por ciento, que es notablemente más alta que los paneles solares modernos

“Se ha visto un efecto similar en algunos otros materiales. Puede tomar una gota de agua salada y arrastrarla a través del grafeno y ver algo de electricidad generada ”, dice Miller en un comunicado de prensa.

El problema con el grafeno está aumentando. Podría ser costoso obtener suficiente grafeno para generar suficiente corriente para ser útil. El óxido, por otro lado, es muy fácil de adquirir.

“Básicamente es solo óxido en el hierro, por lo que es bastante fácil de hacer en grandes áreas”, dice Miller. “Esta es una implementación más robusta de lo que se ve en el grafeno”.

Si bien el óxido podría transportar electricidad, no es el tipo de óxido que crece en un bote ignorado. La oxidación natural es espesa, demasiado espesa para ser producida en masa, y no se extiende de manera uniforme. El óxido involucrado en este proyecto tendría que desarrollarse con consistencia en un laboratorio. Para lograr eso, los científicos recurrieron a un proceso llamado deposición física de vapor (PVD). Durante un PVD, un material comienza en una fase condensada, pasa a una fase de vapor, y luego vuelve a una fase condensada de película delgada.

Es otro proceso bien conocido, actualmente utilizado para fabricar paneles solares de película delgada. Aquí, el proceso PVD permitió al equipo crear películas delgadas de óxido de solo 10 nanómetros de espesor, miles de veces más delgadas que un cabello humano.

“Los iones presentes en el agua salada atraen electrones en el hierro debajo de la capa de óxido”,explica el equipo en su comunicado de prensa. “A medida que fluye el agua salada, también lo hacen esos iones, y a través de esa fuerza atractiva, arrastran los electrones en el hierro junto con ellos, generando una corriente eléctrica”. Cuando fluía agua salada sobre su hierro recubierto de óxido, los científicos descubrieron que generó varias decenas de milivoltios.

“En perspectiva, las placas que tienen un área de 10 metros cuadrados cada una generarían unos pocos kilovatios por hora, suficiente para una casa estándar en los Estados Unidos”, dice Miller. “Por supuesto, las aplicaciones menos exigentes, incluidos los dispositivos de baja potencia en ubicaciones remotas, son más prometedoras a corto plazo”.

Quizás el potencial más obvio es para los artículos que las personas ya ponen en el océano.

“La energía de las mareas, o las cosas que se balancean en el océano, como las boyas, podrían usarse para la conversión pasiva de energía eléctrica”, dice. “Tienes agua salada fluyendo por tus venas en pulsos periódicos. Eso podría usarse para generar electricidad para alimentar implantes”.

La gran mayoría del agua del planeta es agua salada, por lo que es un objetivo maduro para los científicos que buscan generar energía. Recientemente, un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah en Arabia Saudita desarrolló un método para usar agua salada para capturar el calor perdido de los paneles solares.

Fuente: www.worldenergytrade.com


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