Aluminio con esteroides, baterías hechas de arena, bacterias ultraenergéticas... la ciencia saca músculo - NIUS

2022-08-12 18:36:40 By : Ms. Judy Lee

¿Y si pudiéramos otorgar superpoderes a los metales? ¿Sustituir por ejemplo el caro y pesado cobre por el humilde y ligero aluminio en el cableado y los motores de los coches eléctricos? ¿Generar energía para cohetes hecha por plantas? Pues estas son solo algunas de las “locas” ideas que pueden cambiar nuestro mundo y que están surgiendo en todos los rincones del mundo. Su originalidad no decepciona.

La primera “batería” hecha de arena ya funciona en Finlandia. Se basa en una idea muy sencilla: tomar la energía procedente de fuentes renovables y acumularla mediante un calentador elevando la temperatura de un enorme silo de arena. Como es difícil reconvertir el calor en electricidad, lo más eficiente es calentar agua, distribuirla mediante tubos e ir usándolo en las aplicaciones necesarias durante las horas en las que la arena conserva ese calor. Parece simple, pero es una manera barata y sencilla de conservar y aplicar la energía.

El caso es que la idea ya se está aplicando en la fría Finlandia. De momento, la compañía Vatajankoski está usando tanques de acero de unos cuatro metros de ancho por siete de alto simplemente rellenos de arena limpia de posible material combustible en cuyo centro se instala un calentador eléctrico. El silo es capaz de almacenar hasta 8 megavatios hora de energía con la arena calentada hasta entre 500 y 600 grados Celsius. De momento, el calor se transmite a un alambique de tuberías de agua caliente que es conducida a hogares, empresas, allá donde es necesario. La empresa afirma que el sistema aporta una eficiencia en la recuperación de energía del 99%.

Un sistema similar fue utilizado en el antiguo Perú, cultivando franjas de terreno como islas rodeadas de agua (que llamaron “camellones”), agua que ejercía la labor de acumulador de calor durante el día para reducir los riesgos de heladas en las noches invernales en el altiplano.

Convertir al aluminio en una especie de “cuasicobre”, con un 80% o 90% de su conductividad es la idea que subyace bajo el trabajo de los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) en Estados Unidos. Reemplazar al cobre con un material más ligero y más abundante y barato podría revolucionar los motores eléctricos de los vehículos (compuestos por bobinas del metal “rojo”) sin que más allá podría cambiar la electrónica y adueñarse de las líneas eléctricas en todo el mundo. El aluminio es un 60% más barato, 1.000 veces más abundante en la superficie terrestre y pesa la tercera parte, aunque su conductividad es sólo el 60% de la que ofrece el metal rojizo. “Todo podría volverse más eficiente” según Keerti Kappagantula, científico de materiales de la citada institución, que trabaja en la alteración de la estructura del aluminio y en la introducción de ciertos aditivos para influir en sus propiedades.Quiere identificar los defectos estructurales en su conductividad para desarrollar un átomo similar que corrija esos “defectos” sin alterar el resto de sus propiedades.

La idea no solo es importante en sí misma, sino que a pesar de estar en su germen, el PNNL está explorando la posibilidad de incrementar la conductividad de otros metales siguiendo las mismas pautas.

Desde China reclaman la autoría de la célula de combustible para generar hidrógeno en automoción no sólo más durable del mundo, sino también la más barata. Un grupo de científicos de la Universidad de Ciencia y Tecnología Hong Kong (HKUST) afirman que han sido capaces de eliminar hasta el 80% de la cantidad del caro platino necesario en el proceso de catalización de las células de combustible actuales. Esto podría abaratar considerablemente el coste de los automóviles movidos por hidrógeno.

El profesor Minhua Shao y su equipo afirman haber desarrollado un nuevo catalizador híbrido que ha soportado 100.000 ciclos de prueba manteniendo su actividad catalítica en el 97%. Lo habitual en las pilas de hidrógeno actuales es que tras 30.000 de esos ciclos la actividad caiga un 50%. En otra prueba distinta, la célula de combustible no mostró descenso alguno en su rendimiento tras más de 200 horas de trabajo continuado.

Uno de los “trucos” está en que el proceso de catalización se desarrolla en tres zonas diferentes, así como en el uso de una combinación de platino con átomos de hierro, así como nanopartículas de platino hierro.

El transporte marítimo es el responsable de las emisiones de más de 1.000 millones de toneladas de CO2 y otros gases de efecto invernadero (un 3% del total global), mientras que la aviación lo es de unos 915 millones (el 2%). Al igual que el sector aeroespacial, necesitan quemar combustibles fósiles de alta densidad energética. Y eso es precisamente lo que científicos norteamericanos del Lawrence Berkeley National Laboratory creen haber conseguido: un combustible similar o incluso mejor a los combustibles usados en esos transportes, pero generado con bacterias. Este nuevo biocombustible alcanza 50 megajulios de densidad energética por litro, mientras que la gasolina normal aporta solo 32, por ejemplo. Además, afirman que no solo es estable a temperatura ambiente, sino que también es menos contaminante, ya que las bacterias de las que se destilaría se han alimentado previamente con residuos vegetales que han consumido CO2 de la atmósfera, de forma que no lo “crearían” nuevo.

Los científicos del LBNL han tenido que modificar la genética de bacterias previamente sintetizadas similares a las Streptomyces, unas bacterias habitualmente usadas para generar antibióticos.