Avances en el uso del hidrógeno como combustible para vehículos

Según un artículo publicado esta semana en ScienceDaily.com, científicos de la Universidad Carnegie Mellon, están trabajando en la identificación de nuevos materiales que ayuden a que hidrógeno sea más estable y barato que los combustibles fósiles.

La creciente preocupación por el calentamiento global ha llevado a los investigadores de Carnegie Mellon a investigar sobre nuevos materiales ligeros y de bajo coste que sirvan para el almacenamiento del hidrógeno.

"Actualmente, estamos estudiando el uso de híbridos metales, como los alanatos y los borohidruros, para encontrar materiales que puedan finalmente mejorar la eficacia de los vehículos de hidrógeno y frenar la contaminación", señala Sholl, profesor de ingeniería química y director de la investigación.

Básicamente, lo que Sholl y su equipo están intentando hacer es crear un nuevo material capaz de almacenar grandes cantidades de hidrógeno a modo de tanque de gas comprimido, pero que permita al mismo tiempo liberarlo fácilmente para alimentar las células de combustible de los vehículos del futuro.

Los coches impulsados por hidrógeno funcionan con pilas de combustible que combinan el hidrógeno con el oxígeno del aire para producir electricidad, siendo agua el único residuo emitido. Por el contrario, los motores que queman gasolina emiten contaminantes, como el dióxido de carbono, que producen el calentamiento global.

"El hidrógeno se podría obtener a partir de recursos nacionales y sin emitir dióxido de carbono a la atmósfera", señala Sholl, cuya investigación, realizada en colaboración con el Prof. Karl Johnson, de la Universidad de Pittsburgh, está siendo financiada por el Ministerio de Energía de los EE.UU.

Pero una vez producido el hidrógeno, su transporte y almacenamiento plantea serios problemas, ya que como gas, requiere una gran cantidad de energía para poder comprimirlo en un volumen lo suficientemente pequeño para caber en un coche.
Sholl destaca que en su investigación se han utilizado métodos computacionales para analizar toda una serie de posibles materiales de almacenamiento, evitando lo que podría suponer una década de trabajo si se probaran todos esos materiales en el laboratorio.

Según él, su investigación ayudará a lograr un almacenamiento más eficaz del hidrógeno, reducirá los costes y servirá para que, finalmente, el hidrógeno reemplace a la gasolina como combustible.

Fuente: Science Daily

Reciclaje de residuos tóxicos

Futuro reactor impulsado por residuos tóxicos

Según un artículo publicado el 25 de abril de 2007 en CNN.com, científicos del Oak Ridge National Laboratory, en Tennessee, esperan dar un gran paso adelante a finales de este año en la resolución del problema de los residuos nucleares, demostrando el funcionamiento de un nuevo proceso de reciclaje de residuos tóxicos.

El objetivo de la demostración –que forma parte de un controvertido proyecto del gobierno de 405 millones de dólares llamado Global Nuclear Energy Partnership (GNEP)–es transformar los residuos nucleares en combustible para una nueva clase de reactores. Según fuentes del GNEP, el nuevo reactor combinado con este tipo de combustible podría producir hasta 100 veces la energía de los reactores convencionales y generar un 40% menos de residuos.

Según el Ministerio de Energía de los EEUU, la demanda de electricidad del país ascenderá un 45% desde los 4.000 billones de kilowatios-hora en el 2005 a 5.800 billones de kilowatios-hora en el 2030. La iniciativa forma parte de la estrategia a largo plazo del gobierno de Bush para hacer frente a esta creciente demanda sin producir más gases de efecto invernadero.

Otro objetivo fundamental del GNEP es resolver el problema de los residuos nucleares, que cada día aumentan en los EEUU: los 103 reactores nucleares del país producen 2.200 toneladas de residuos radioactivos al año y no se dispone de un buen sitio para almacenarlos.

Sin embargo, no todos creen que la estrategia de reciclaje del GNEP sea la solución. El nuevo combustible reciclado contendrá cerca de un 90% de plutonio (frente al 1% que presenta el combustible de los reactores tradicionales) y algunos temen que pueda resultar muy atractivo para un terrorista que pretenda fabricar una bomba. Los miembros del GNEP rechazan esta crítica y afirman que el nuevo proceso de reciclaje no aísla el plutonio, dificultando su posible conversión en una bomba.

La demostración de Oak Ridge será un modelo en miniatura de cómo funcionaría el proceso de reciclaje a escala industrial. En cualquier caso, será el próximo año cuando el ministro de energía estadounidense decidirá si seguir adelante con la iniciativa y construir la primera planta de demostración a escala real de los EEUU.

Fuente: CNN

Células solares

Células solares más baratas y eficaces

Según un artículo publicado el 21 de marzo de 2007, con un nuevo material las celular solares podrían capturar mucha más luz solar.

StarSolar, una empresa de tecnología punta establecida en Cambridge, Massachusetts, pretende capturar y utilizar fotones que por lo general pasan por las células solares sin generar electricidad. Según la compañía, sus diseños permitirán reducir a la mitad el coste de las células solares, manteniendo su eficacia, algo que equipararía la energía solar a la eléctrica en precio.

El material es un cristal fotónico que permite hacer cosas con la luz imposibles hasta ahora. Durante mucho tiempo, estos cristales, que se pueden modificar para reflejar y difractar todos los fotones dentro de unas longitudes de onda específicas, resultaron muy atractivos para las comunicaciones ópticas. En la actualidad, los nuevos procesos de fabricación hacen que resulten prácticos en aplicaciones a mayor escala, como la fotovoltaica.

Según el enfoque de StarSolar, las células solares podrían ser más baratas si utilizaran menos silicio. Si se pone una lámina más delgada de silicio, éste mantendría su capacidad para convertir en electricidad los fotones que absorbe, pero absorbería menos fotones, disminuyendo la eficacia de la célula. Por ello, los investigadores del MIT han desarrollado unas sofisticadas simulaciones por ordenador que muestran cómo unas delgadas capas de cristal fotónico podrían capturar y reciclar los fotones que escapan a las delgadas capas de silicio.

Según Peter Bermel, CTO y cofundador de StarSolar, el cristal fotónico puede incrementar la eficacia de las células solares hasta un 37%. Esto permite utilizar mucho menos silicio, lo que reduce el coste lo suficiente como para poder competir con la electricidad de la red de suministro.

Fuente: Technology Review

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Curran: material tecnológico con base vegetal

Nuevo material de alta tecnología elaborado a partir de zanahorias

Según un artículo publicado en The Guardian, dos científicos del Reino Unido han creado un material de alta tecnología elaborado a partir de zanahorias, que se podría utilizar en el futuro para hacer buques de guerra.

El material, conocido como Curran, ha sido desarrollado por los inventores de Fife, David Hepworth y Eric Whale, y se puede transformar en cualquier cosa, desde cañas de pescar a piezas para coches. Según éstos, se podría utilizar como alternativa ecológica para la fibra de carbono y el cristal.

Para elaborar el material, se extraen las nanofibras de las zanahorias y se combinan con resinas de alta tecnología dando lugar a una sustancia que se puede moldear con cualquier forma, rigidez, resistencia o ligereza, según sea necesario.

El próximo mes, saldrá al mercado el primer producto de Curran: las cañas de pescar Just Cast.

Según el Dr. Hepworth: "Curran es increíblemente versátil y creemos que su lanzamiento se produce en el momento justo en que las empresas están buscando esa combinación de calidad y rendimiento, pero logrados de un modo ecológico. El potencial de Curran es enorme y si podemos reemplazar tan sólo un pequeño porcentaje de la fibra de carbono en los productos, los efectos sobre el medio ambiente podrían ser significativos y de gran alcance".

Fuente: The Guardian Science

Batarías con sistema ultracondensador

El sistema de EEStor, llamado Electrical Energy Storage Unit o EESU, parece superar las tradicionales limitaciones de los ultracondensadores.

Según un artículo publicado el 22 de enero de 2007 en Technology Review, una empresa de Texas, EEUU, afirma poder fabricar un nuevo sistema de almacenamiento de energía basado en una arquitectura de ultracondensadores capaz de reemplazar a las baterías electroquímicas en todos los campos.

EEStor ha roto esta semana el silencio acerca de su programa de desarrollo de una nueva tecnología de almacenamiento de energía, anunciando que ya ha alcanzado dos hitos de producción y que estará en condiciones de enviar sistemas este año para su uso en vehículos eléctricos.

Según los documentos de la patente, el objetivo es "reemplazar a las baterías electroquímicas" en prácticamente todas sus aplicaciones, desde vehículos puramente eléctricos y híbridos a ordenadores portátiles.

La compañía afirma que su sistema, una especie de híbrido batería-ultracondensador basado en polvo de titanato de bario, superará enormemente a las mejores baterías ión-litio del mercado en cuanto a densidad de energía, precio, tiempo de carga y seguridad. A igual tamaño, será 10 veces más potente que las tradicionales baterías de ácido-plomo, costando la mitad y sin necesidad de utilizar sustancias químicas o materiales tóxicos.

Las implicaciones son enormes y, para muchos, increíbles. Un avance semejante puede transformar de forma radical un sector de los transportes que actualmente ya tantea con la electricidad, mejorar el rendimiento de fuentes de energía intermitentes como la eólica y la solar, e incrementar la eficacia y estabilidad de las redes energéticas.

Fuente: Technology Review

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Coche de hidrógeno

Nuevo coche de hidrógeno ecológico y de lujo

Según un artículo publicado el 13 de noviembre de 2006 en Technology Review, unos periodistas han sido los primeros en conducir el nuevo BMW Hydrogen 7 la semana pasada en Berlín. El coche cuenta con un motor dual, que pasa de la combustión de gasolina a la de hidrógeno con sólo apretar un botón. El motor desarrolla 260 caballos de potencia y, durante la combustión de hidrógeno emite, principalmente, vapor de agua a la atmósfera.

BMW ha desarrollado varios prototipos de coches de hidrógeno en los últimos años: algunos de combustión y otros eléctricos con pilas de hidrógeno, pero con estos últimos no han logrado la misma potencia de motor que con los de combustión.

Este último prototipo de combustión ha pasado por rigurosas fases de desarrollo de producto y, en teoría, ya se podría empezar a producir de forma masiva. Sin embargo, de momento, la empresa ha decidido fabricar solo 100 unidades, que alquilará a partir del próximo año a personalidades cuidadosamente elegidas dentro de una campaña de publicidad masiva a nivel internacional.

BMW lo llama “Eco-luxury”: un coche ecológico, pero con un elevado número de caballos y todos los complementos.

BMW ha avanzado más que nadie en la regulación de la combustión de hidrógeno. En este prototipo han modificado los pistones para evitar fugas, y los sistemas de control del motor para adaptarlo a la combustión del hidrógeno que es 100 veces más rápida que la de la gasolina. También han regulado las emisiones de subproductos, como los óxidos de nitrógeno, reduciéndolas a niveles traza.

Una de las principales complicaciones con las que se encontraron los ingenieros de BMW fue el tanque de almacenamiento del hidrógeno. BMW quería lograr un motor en el que, en un momento determinado, simplemente se sustituyera un combustible líquido por otro, sin ningún otro cambio. Sin embargo, el hidrógeno tiende a ser gas y para mantenerlo en estado líquido es necesario mantenerlo a -253 °C, algo nada sencillo.

Finalmente, construyeron un tanque de acero inoxidable de 129kg y pared doble. Entre ambas paredes de acero colocaron una zona de vacío y numerosas capas aislantes diseñadas para reflejar el calor. Por desgracia, al introducirlo en el tanque el hidrógeno líquido empieza a “hervir” en cuestión de horas. A medida que se vuelve gaseoso, aumenta la presión en el interior del tanque, para lo que se han incluido unas válvulas de escape por las que se liberan unos 10-12 gr. de hidrógeno gas cada hora. El gas pasa entonces a través de un conversor catalítico que lo transforma en agua antes de ser liberado a la atmósfera. Dado que estos procesos de escape están todavía en desarrollo, BMW insiste en que no se estacione el coche en garajes totalmente cerrados.

La empresa está trabajando en la próxima generación de tanques para los que pretenden utilizar materiales más ligeros, de ahí que observen de cerca las nuevas investigaciones en el campo de las ciencias de los materiales en busca de nuevas posibilidades, como la de almacenar el hidrógeno en nanomateriales.

Los periodistas repostaron hidrógeno líquido en una estación de gas a las afueras de Berlín, una de las pocas estaciones de demostración que hay en Europa, en la que el kilogramo de hidrógeno vale 8 euros.

Según Klaus Draeger, un director de investigación de BMW, el hidrógeno es hoy en día lo que la gasolina hace 100 años. “¿Quién podría imaginar entonces que llegaría a haber una red de gasolineras por todo el mundo? Tan sólo unos pocos visionarios”, señala.

El problema en este caso está en la obtención del hidrógeno. Una vez que se produzcan los avances necesarios en cuanto al almacenamiento del hidrógeno y a un abastecimiento renovable los coches basados en la tecnología Hydrogen 7 podrán llenar las calles. Pero, de momento, el prototipo parece un gran logro de ingeniería para un futuro que podría no llegar.

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Fuente: Technology Review

Método para producir hidrógeno

Desarrollan microreactores de cerámica para producir hidrógeno in situ

Según un artículo publicado el 2 de octubre de 2006 en ScienceDaily, científicos de la Universidad de Illinois, en Urbana-Champaign, han diseñado y construido unos microreactores de cerámica para el reformado in situ de combustibles hidrocarburos como el propano en hidrógeno para su posterior uso en células de combustible y otras fuentes de energía portátiles.

Entre sus aplicaciones se incluyen fuentes de energía para pequeños dispositivos y ordenadores portátiles, y cargadores portátiles para los paquetes de baterías militares.

Según afirma Paul Kenis, profesor de ingeniería biomolecular y química en Illinois y autor de un trabajo que se publicará en la revista Lab on a Chip: "El reformado catalítico de los combustibles de hidrocarburo ofrece una buena solución para suministrar hidrógeno a las células de combustible, a la vez que evita los problemas de seguridad y almacenamiento relacionados con el hidrógeno gas".

En trabajos anteriores, Kenis y sus colegas desarrollaron una estructura catalizadora integrada y la introdujeron en una carcasa de acero inoxidable, donde logró obtener hidrógeno a partir de amoníaco a temperaturas de hasta 500º Celsius.
En su último trabajo, los investigadores introdujeron la estructura catalizadora en una carcasa de cerámica, lo que permitió el reformado con vapor del propano a temperaturas de funcionamiento de hasta 1.000º Celsius. Con la nueva carcasa de cerámica, los investigadores demostraron también que es posible descomponer con éxito el amoníaco a temperaturas de hasta 1.000º Celsius. Según Kenis, que también es investigador del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas de la universidad, una temperatura de funcionamiento elevada es fundamental para la potencia punta de los microreactores. Durante el reformado de hidrocarburos como el propano, las temperaturas de más de 800º Celsius evitan la formación de hollín que puede manchar la superficie del catalizador y reducir el rendimiento.

Kenis afirma que el rendimiento de sus microreactores integrados a altas temperaturas es superior al de otros métodos de reformado de combustible.

Fuente: Science Daily

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Una Universidad construirá su propia Central de Energía para reducir emisiones de dióxido de carbono

Según un artículo publicado el 26 de septiembre de 2006 en The Guardian, la Universidad de Loughborough ha anunciado un plan para generar su propia electricidad en un intento por reducir las emisiones de dióxido de carbono.

Durante los últimos cinco años, la universidad ha obtenido su energía de fuentes de energías renovables, pero afirma que al generar su electricidad in situ, podría reducir sus emisiones de dióxido de carbono en 1.200 toneladas al año.

Ya han empezado los trabajos del proyecto de 1.941.655 euros para construir en el campus principal una nueva central combinada de energía y calor (CHP) que se espera estará operativa en marzo del próximo año y funcionará paralelamente a otra similar que desde 2003 ya abastece de energía a una zona del campus universitario.

Al estar ubicadas en el propio campus, no se pierde energía en la transmisión de las centrales CHP y se utiliza también el calor creado como producto por la propia generación de la electricidad.

Según la universidad, se generará suficiente energía para abastecer todo el campus. El calor de la central se utilizará para mantener la biblioteca fresca en verano y para proporcionar calefacción a las residencias de estudiantes en invierno.

Loughborough apuesta por una política ecológica desde hace tiempo. Según el artículo, fue la primera universidad británica en comprar el 100% de su energía de fuentes renovables, y fue una de las primeras universidades del Fairtrade (Comercio Justo) en el Reino Unido.

Además, se ha comprometido con una serie de planes de reciclaje, reducción de residuos, conservación de energía y protección de la vida salvaje en el campus. Sus prospectos y todas las publicaciones de la universidad están impresos en papel reciclado y el campus está animando a los estudiantes a reciclar.

Fuente: The Guardian

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Captando la energía del mar

Según un artículo publicado el 7 de septiembre por The Guardian, investigadores de la Universidad de Southampton están buscando patrocinadores comerciales para un proyecto de energía renovable que utiliza generadores de corriente basados en la marea.

Al igual que muchos escolares, Stephen Turnock, profesor de ciencias navales de la Universidad de Southampton, sabe que al hacer girar el eje de un motor eléctrico éste se convierte en un generador. Así es como descubrió que un propulsor eléctrico, utilizado habitualmente para impulsar pequeños vehículos submarinos no tripulados, podía tener un nuevo uso.

Los propulsores desarrollados por Turnock y por Suleiman Abu-Sharkh, un colega ingeniero electromecánico, se utilizan en las industrias del petróleo y el gas en el mar. La curiosidad llevó a Turnock a probar su propulsor como generador recordando un experimento escolar: "Hacer funcionar un motor eléctrico hacia atrás siempre generará energía", afirma Turnock. "Es algo obvio".

Encargó la tarea a sus alumnos, quienes fijaron un propulsor eléctrico de 25cm de diámetro a un aparato móvil en un tanque de prueba de 60m de largo. Remolcando el propulsor por el agua a distintas velocidades lograron generar suficiente energía para hacer funcionar una bombilla.

Ahora, Turnock está pensando en construir el dispositivo a escala para generar grandes cantidades de electricidad en ríos o flujos de mareas en zonas costeras. La ventaja de su dispositivo frente a otras turbinas está en su diseño compacto. Los imanes están ubicados en las puntas de las palas de la hélice, las bobinas en la carcasa del conducto (que también ayuda a canalizar el flujo de agua) y los rodamientos son lubricados por agua.

"Se trata de un diseño compacto que elimina muchas de las piezas móviles presentes en las actuales turbinas marinas", afirma Turnock, "Basta con introducirlo en un flujo de agua y empezará a generar electricidad, aunque funcionará mejor en aguas rápidas y poco profundas".

Puesto que la hélice del propulsor está diseñada para poder ser impulsada por un motor eléctrico en ambas direcciones, se adapta perfectamente a los cambios de las mareas. Turnock, que estudió ingeniería de fluidos en Cambridge, en el Instituto Tecnológico de Massachusetts y en la Universidad de Southampton, está inmerso ahora en la parte matemática (dinámica de fluidos computacional), que mejorará su rendimiento como generador de electricidad.

Llevar un nuevo diseño, aunque sea un pequeño prototipo, a las agitadas aguas de alta mar supone un gran paso. Mike Yuratich, director general de TSL Technology, en Hampshire, lo sabe bien. Abandonó su vida como profesor de universidad para trabajar en la industria petrolera y del gas en el mar. Fue su empresa la que convirtió el prototipo de propulsor marino en un producto comercial y todavía tiene relación con los investigadores de la Universidad de Southampton, por lo que está viendo la posibilidad de llevar el concepto del propulsor a una mayor escala para que valga como generador.

El tamaño realmente importa en este caso. Según los cálculos de Yuratich sería necesario que el generador tuviese 5m de diámetro para generar cientos de Kilovatios y, para un mejor rendimiento, hay que olvidarse de las aguas fluviales de flujo más lento y centrarse, en su lugar, en fuertes mareas.

Según el Prof. Ian Fells, antiguo presidente del New and Renewable Energy Centre de Blyth, las corrientes marinas más adecuadas para el proyecto serían las de Escocia. Como experto en energía, su entusiasmo por las energías alternativas es alentador, pero en seguida ha visto las dificultades: "La generación de electricidad por medio de las corrientes marinas es una posibilidad muy interesante y con un enorme potencial. Sin embargo, tener la idea científica es fácil; lo realmente difícil es la parte de ingeniería". En cualquier caso, afirma Fells, "sería muy interesante probar un dispositivo como este a gran escala".

El principal problema para los desarrolladores será encontrar financiación. Según Fells, serán necesarios unos 10 millones de libras para construir los prototipos a escala y realizar pruebas en el mar durante un año.

"Hay otros sistemas alternativos, también muy interesantes, basados en las corrientes de las mareas, pero ninguno de ellos ha recibido el apoyo financiero necesario por parte del gobierno, que hasta ahora ha centrado sus esfuerzos en la energía eólica", afirma Fells. Y la mayoría de los inversores necesitan ver buenos resultados tras un año de pruebas, antes de arriesgar su capital.

Hay varios proyectos trabajando para aprovechar la energía del mar, que esperan contribuir al ambicioso objetivo del gobierno de un futuro de energías limpias para el 2020. Los diseños varían mucho. Por ejemplo, SMD Hydrovision cuenta con un generador de corriente marino flotante, Marine Current Turbines utiliza rotores de 11m montados en el fondo marino, mientras que WaveGen opta por una columna de agua oscilante que dirige el agua a través de una turbina. Si todo va bien a la hora de encontrar patrocinadores, el generador submarino de Turnock probablemente se unirá a ellos.

Fuente: The Guardian Technology

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Japón planea desarrollar vehículos y baterías más ecológicos

Según un artículo publicado el 28 de agosto de 2006 por Reuters, Japón ha elaborado un plan de acción para liderar el desarrollo de la próxima generación de vehículos y baterías mucho más respetuosas con el medio ambiente, con el fin de reducir su dependencia del petróleo.

Según afirmó el lunes en un informe la comisión creada por el Ministerio de Economía, Comercio e Industria, Japón pretende, con este plan, fomentar la introducción de vehículos ecológicos de vanguardia por etapas.

Según dicho informe, el gobierno deberá establecer también un proyecto para desarrollar las baterías de última generación que impulsarán estos automóviles, por medio de una cooperación entre los institutos de investigación y los fabricantes de baterías nacionales. La comisión contempla también la posibilidad de ofrecer incentivos para generalizar el uso en Japón de estos vehículos, así como para desarrollar la infraestructura necesaria.

Según la comisión, para el 2010, Japón pretende fabricar vehículos biplaza eléctricos en serie capaces de recorrer alrededor de 80km por carga, así como vehículos híbridos un 30% más eficaces en la gestión de combustible.
La comisión espera también que después del 2030 los fabricantes de coches nacionales inicien una fabricación en serie generalizada de vehículos eléctricos, impulsados por baterías fabricadas con una cuadragésima parte del coste de las actuales.
El objetivo del gobierno japonés es tener 50.000 vehículos de células de combustible en sus carreteras en el 2010 y, posteriormente, incrementar el número de uso de estos vehículos hasta 5 millones para el 2020.

De este modo, el tercer consumidor de petróleo del mundo, pretende reducir la dependencia del petróleo de su sector de transporte en un 80% para el 2030.

Fuente: Reuters

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El 'plástico de azúcar' podría reducir la dependencia del petróleo

Según un artículo publicado el 29 de junio de 2006 en la versión en línea de NewScientist, un nuevo método para fabricar plásticos a partir de azúcar podría ayudar a reducir la dependencia que todos los países tienen del petróleo. La técnica, publicada en su versión íntegra en la revista Science (vol. 312, pág. 1933), permitiría a la industria elaborar plásticos a partir de jarabe de glucosa rico en fructosa (HFCS) u otros materiales vegetales.

Empresas y organizaciones de investigación de todo el mundo están experimentando con plásticos basados en vegetales en una apuesta por reducir las emisiones de dióxido de carbono y el uso de petróleo a medida que las reservas de éste último disminuyen. Y un grupo de investigadores, dirigido por el ingeniero químico James Dumesic, de la Universidad de Wisconsin, Madison, ha desarrollado un modo eficaz de convertir la fructosa en un precursor de polímero.

Los investigadores se interesaron por una sustancia química llamada 5-Hidroximetilfurfural (HMF), que se puede convertir fácilmente en ácido 2-furancarboxílico (FDCA). Su estructura es similar a la de un precursor, basado en el petróleo, del tipo de plástico utilizado habitualmente en las botellas plásticas.
Hasta ahora había resultado difícil y caro obtener HMF en cantidad, debido a que éste, a medida que se iba produciendo, reaccionaba con la fructosa que quedaba en la solución y producía un residuo inútil.

Sin embargo, este grupo de investigadores “deshidrataron” la fructosa añadiendo un ácido para eliminar las moléculas de agua y, a continuación, para evitar que el HMF recién formado reaccionase con la fructosa restante, añadieron un disolvente, que se enlaza al HMF y flota sobre el agua, evitando que éste entre en contacto con la fructosa restante. También se añadieron otras sustancias químicas para evitar reacciones secundarias problemáticas.

El resultado fue una reacción que convirtió el 90% de la fructosa en una disolución de HMF. Una vez completada la reacción, se forzó la evaporación del disolvente, obteniendo el HMF para convertirlo en plástico.

Los biopolímeros no son algo nuevo. Uno de los plásticos más antiguos es el celuloide, que se obtiene de la celulosa, un polímero de origen natural. Y últimamente se han utilizado bacterias para convertir el azúcar en PHA, un plástico biodegradable. Pero los investigadores esperan que, debido a su diferente estructura química, el HMF permitirá a los ingenieros diseñar plásticos con una amplia gama de diferentes propiedades.

"Existen muchos tipos de polímeros derivados del petróleo con diferentes propiedades y, por tanto, será necesario desarrollar muchos tipos de biopolímeros con diferentes propiedades, como alternativa a los anteriores”, afirma Timothy Leathers, investigador genetista del Agricultural Research Service (servicio de investigación agrícola) del Departamento de Agricultura de los EEUU en Peoria, Illinois.
Según Herbert Vogel, ingeniero químico de la Universidad Tecnológica de Darmstadt, Alemania, el próximo paso sería que alguien construya una planta piloto para fabricar grandes cantidades de HMF que se puedan convertir en plásticos, pero la industria no tiene mucho interés en hacerlo mientras los petroquímicos sigan siendo relativamente baratos.

Fuente: New Scientist

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Nuevo dispositivo que quema combustible sin apenas emisiones

Según un artículo publicado el 25 de junio de 2006 en ScienceDaily, investigadores de Georgia Tech han creado un nuevo combustor (cámara de combustión en donde se quema el carburante para impulsar un motor o una turbina de gas) diseñado para quemar combustible en una amplia gama de dispositivos sin apenas emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) y de monóxido de carbono (CO), dos de las causas principales de la contaminación del aire.

El objetivo inicial del proyecto era la creación de un combustor para motores de aviones y turbinas de gas generadoras de electricidad, pero el diseño es tan sencillo que se puede fabricar y mantener con un coste muy bajo, y esto permite adaptarlo a muchas aplicaciones, entre las que se incluyen los calentadores de agua de los hogares.

“Necesitamos quemar combustible para propulsar los aviones y generar electricidad para nuestras casas, pero estamos trabajando muy duro para encontrar el modo de quemar el combustible en su totalidad y derivar toda su energía, disminuyendo al mismo tiempo las emisiones”, afirma el Dr. Ben Zinn, profesor de Regents, la Cátedra David S. Lewis Jr. de la Escuela Guggenheim de Ingeniería Aerospacial de Georgia Tech, e importante colaborador del proyecto. Lograr que las emisiones sean mínimas se ha convertido en una de las principales prioridades de los investigadores en combustión, dado que las restricciones del gobierno en contaminación son cada vez mayores.

El dispositivo de Georgia Tech, llamado Stagnation Point Reverse Flow Combustor, que se desarrolló inicialmente para la NASA, reduce de forma significativa las emisiones de NOx y CO en varios motores de avión y turbinas de gas que queman combustibles líquidos y gaseosos. El resultado son unas emisiones de NOx por debajo de 1 parte por millón (ppm) y de CO por debajo de 10 ppm, ambas cifras muy inferiores a las producidas por otros combustores.

La combustores actuales mezclan previamente el fuel con aire, dando lugar a un diseño más complejo y caro. Sin embargo, el dispositivo de Georgia Tech inyecta por separado el combustible y el aire en el interior del combustor eliminando toda la complejidad asociada a la mezcla previa. La propia forma de su diseño hace que el combustible y el aire se mezclen entre sí y con los productos de combustión antes de producirse la ignición. El combustor quema el carburante por medio de reacciones a baja temperatura que se producen en gran parte del dispositivo. Al eliminar las cavidades de altas temperaturas, el dispositivo produce unos niveles de NOx y CO muy inferiores y evita las inestabilidades acústicas, tan problemáticas en los actuales combustores.

El proyecto fue financiado por el Center on Aeropropulsion and Power del University Research Engineering Technology Institute (URETI) de la NASA y por Georgia Tech. Los principales investigadores del proyecto fueron el Prof. Ben T. Zinn, Yedidia Neumeier, Jerry Seitzman y Jeff Jagoda, de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial, y los visitantes Yoav Weksler y Ben Ami Hashmonay.

Fuente: Science Daily

El chocolate genera energía eléctrica

Willy Wonka podría haber hecho funcionar su gran ascensor de cristal con hidrógeno producido por su fábrica de chocolate.

La microbióloga Lynne Mackaskie y sus colegas de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido, han puesto en funcionamiento una pila de combustible alimentando con desechos de una fábrica de chocolate a una bacteria a la que le encanta el azúcar. "Queríamos ver si vertiendo chocolate en un extremo podíamos obtener electricidad en el otro", afirmó.

El equipo alimentó a la bacteria Escherichia coli con restos de turrón y caramelo diluido. La bacteria consumió el azúcar y produjo hidrógeno, utilizando para ello la enzima hidrogenasa y ácidos orgánicos. Los investigadores utilizaron, a continuación, este hidrógeno para hacer funcionar una pila de combustible, que a su vez generó suficiente electricidad para impulsar un pequeño ventilador. (Biochemical Society Transactions, vol. 33, pág. 76).

Este proceso podría dar uso a los residuos de chocolate que de otro modo acabarían en un vertedero. Es más, el trabajo de las bacterias no tiene por qué acabar una vez que éstas terminan de masticar el dulce. El equipo de Mackaskie puso a trabajar a las bacterias en una línea de producción que recupera metales preciosos de los conversores catalíticos de los coches antiguos.

Se ubica la bacteria en un recipiente con hidrógeno y residuos líquidos de los conversores usados y las enzimas se ponen de nuevo a trabajar. La misma hidrogenasa utilizada para producir el hidrógeno separa el gas en sus componentes, generando electrones que reaccionan con los iones de paladio de la disolución. Esto expulsa el paladio de la disolución, y éste se pega a la bacteria. La bacteria cubierta de paladio se puede reciclar posteriormente como catalizador para otros proyectos, afirma Mackaskie.

Extraído del número 2554 de la revista New Scientist (pág. 25), 1 de junio de 2006.
Fuente: http://www.newscientisttech.com/article/mg19025546.000-chocolate-generates-electrical-power.html

Energia eólica

Según un artículo de Technology Review del MIT, España es el segundo productor de energía eólica más importante del mundo y las empresas españolas son líderes en el sector internacional de energía eólica.

El artículo que países com Dinamarca y Alemania han demostrado que la integración de una fuente de energía eólica en la red de energía nacional puede suministrar más del 20 por cien de las necesidades energéticas de una región.

Actualmente España tiene ya instalada una capacidad de energía eólica de 9.000 megavatios, lo que le situa segundo en el ranking mundial, después de Alemania (16.000 megavatios) y bastante por delante de los Estados Unidos (con 6.500 megavatios). Además, según el artículo de Technology Review, las empresas españolas han asumido el liderazgo del sector a nivel internacional. La empresa Gamesa Eólica es la segunda fabricante más grande de turbinas de todo el mundo, mientras que Iberdrola es el propietario y operador de granjas eólicas más importante a nivel mundial, y Acciona Energía es la empresa constructora y promotora de granjas eólicas más importante del mundo. Las tres empresas son españolas.

Además, según el artículo, esta sólida base industrial en España ha permitido la aparición de muchas otras empresas ligadas al sector, capaces de desarrollar tecnologías para el mercado de energía eólica. El mercado goza de un crecimiento anual de un 30 por cien, y con un importante apoyo estatal, España parece tener base ya suficiente para seguir con esta tendencia de fomentar su crecimiento económico y tecnológico a través de los fuertes vientes que soplan por las zonas de montañas y sierras del país.

Más información: http://www.technologyreview.com/microsites/spain/

Mochila con energía solar

Tal vez uno de los productos de energía solar más modernos en el mercado actualmente es la mochila de energía solar fabricado por O'Neill.

La mochila incorpora todo tipo de avances tecnológicos, incluido un panel de controles iPod en uno de los tirantes, para que el usuario pueda apagar, encender, poner pause y controlar el volumen sin sacar su iPod de su bolsillo. El panel de control es compatible con las últimas versiones de iPod.

La mochila también puede incorporar un teléfono móvil con tecnología Bluetooth, así que si el usuario recibe una llamada telefónica, se apaga la música y puede mantener una conversación a través de los mismos auriculares.

Las placas solares escondidos dentro de la tela de la mochila permiten recargar teléfonos móvil y iPods hasta un máximo de aproximadamente cuatro horas. También cuenta con un conector que se enchufe a una toma de electricidad convencional para recargar el sistema si es necesario.

La mochila cuesta unos 250 euros pero tiene una desventaja con respecto a su rival más importante, la ESC Juice Bag. La rigidez de sus paneles solares. Hasta ahora la mochila Juice Bag sigue siendo la única mochila con energía solar que utiliza paneles de solar flexibles, lo que permite doblar la mochila cuando no esté en uso y significa que sea más ligero que otros modelos.

El primer avión hidrógeno

Un avión que funciona con hidrógeno líquido ha realizado con éxito sus primeros vuelos de prueba según la empresa norteamericana AeroVironment. Se combinan hidrógeno líquido, almacenado a bordo, con oxígeno extraído del aire en células de combustible, y el hélice funciona con la electricidad generada mediante este proceso.

Según la empresa AeroVironment, un tanque lleno de hidrógeno sería suficiente para que el avión permaneciese en el cielo durante 24 horas.

El avión se llama Global Observer y funciona sin piloto. Tiene una fila de ocho hélices en su ala que se alimentan con el hidrógeno. El hecho que el avión transporta hidrógeno líquido a bordo significa que es imprescindible aislar el tanque donde este está almacenado. La empresa no ha ofrecido detalles sobre el diseño del tanque y tampoco sobre la naturaleza de las células de combustible que combinan hidrógeno por una parte y oxígeno por otra que extrae del cielo mientras está volando.

Según la empresa, ya se han realizado dos vuelos de prueba de poco más de una hora cada uno. Lo que más les interesaba a los científicos que han diseñado el avión era comprobar la capacidad de manejar el hidrógeno líquido.

AeroVironment espera poder comercializar aviones como Global Observar como una alternativa de plataformas de telecomunicaciones en vez de los satélites actuales. Aviones que utilizan hidrógeno como fuente de energía reducirían el impacto de la aviación sobre cambios climáticos ya que las emisiones de gases de vuelos están creciendo más que las emisiones causados por otros sectores económicos. Nuevos avances en combustibles límpios, como el hidrógeno, podría ayudar a corregir esta tendencia.

Fuente: BBC Science.

Motos con motor hidrogeno

La sección de tecnología de la BBC publica el lanzamiento de una nueva motocicleta con célula de combustible cuyo prototipo fue presentado ante los medios de comunicación esta semana.

La moto con motor hidrógeno solo tiene un problema - es demasiado silencioso. Por este motivo su fabricante ha desarrollado un aparato de ruido que puede estar encendido para alertar de su presencia cuando se acerca a otros usuarios de las vías públicas.

Al utilizar célula de combustible, la moto (que podría costar unos $8.300 una vez salga al mercado) no emite contaminantes y tampoco ruidos, por eso es uno de los denominados vehículos ENV (Emissions Neutral Vehicle). Llega a una velocidad máxima de 80 km por hora durante 160 km y puede circular de forma contínua durante cuatro horas sin recargar la célula de combustible.

Según su fabricante, Intelligent Energy, las emisiones de agua que produce el motor de hidrógeno son tan limpias que se pueden beber.

Dr. Bradbury, portavoz de Intelligent Energy, también dijo que la célula extraible llena de hidrogeno podría en el futuro ser utilizada como una fuente móvil de energía para dar potencia a diversos objetos. Bradbury dijo que la posibilidad de generar energía hidrógena móvil de una variedad de fuentes, como soja o caña de azúcar, podría tener un impacto ventajoso en pueblos aislados o países en vías de desarrollo, donde no hay una red eléctrica disponible.

Energía solar portátil

Una molchila con paneles de energía solar que pueden recargar todo tipo de pequeños aparatos eléctricos ya está disponsible en el mercado. Es de Voltaic, cuesta $229 y se puede comprar por Internet aquí.

La molchila es de un tamaño pequeño, ideal para llevar durante una excursión. Las placas solares están dentro de un bolsillo con cremallera, junto con un kit de pilas, un terminal, unos bolsillos para los aparatos que hay que recargar, y unos enchufes. Los cables están dentro de la molchila para facilitar la recarga de distintos aparatos a la vez.

Según Voltaic Systems, la molchila puede recargar un teléfono móvil o celular en 4 a 6 horas en un día soleado. También puede recargar cámaras digitales, MP3, GPS, PDAs, iPods etc.

Científicos han logrado crear panales solares ultra finas gracias a la aplicación de nuevos métodos con células fotovoltaicas. Cuando la luz, en forma de fotón, toca silicio, el silicio produce un electrón. Al colocar el silicio en capas, se puede crear una carga eléctrica. El resultado son paneles solares mucho más finos y potentes que los antiguos paneles.

Los paneles utilizados en la molchila de Voltaic no son flexibles (a diferencia de otros paneles fabricadas con los últimos avances tecnológicos) pero tampoco pesan mucho. El tamaño y peso es parecido a llevar una revista dentro de la molchila.

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Avances tecnológicos en sistemas de energía solar

Nuevos avances en la energía solar

Según un artículo en la revista New Scientist, un nuevo sistema de panel solar flexible que estará en el mercado dentro de 3 años, podría hacer posible la fabricación de ropa capaz de recargar un teléfono móvil, tiendas de camping cuya tela recarga pilas durante todo el día para que los campistas puedan tener luz durante toda la noche o plásticos transparentes que se podrán pegar a la ventana trasera del coche para recargar un discman.

Este tipo de aplicaciones del futuro podrían convertirse en realidad gracias a un panel solar ligero y flexible cuyo grosor es parecido al de pelicula fotográfica y que se podría incorporar a telas y otros materiales. Los paneles solares son fruto de un proyecto de investigación europea llamada H-Alpha Solar (H-AS).

Otra ventaja de estos nuevos paneles solares es el bajo coste de su fabricación, porque se podrán fabricar de forma masiva en enormes rollos que luego se podrán cortar según la cantidad y el uso deseado y incorporado en ropa, telas, muebles o incluso tejados. Según el director del equipo de investigadores que han logrado el avance científico, esta tecnología será mucho más manejable que los tradicionales paneles solares de cristal.

Ya hay una planta piloto que fabrica rollos de células de silicona con una anchura de unos 40 centímetros. Se prevé que una fabrica completa podría fabricar paneles a un coste de 1 euro por vatio.Un panel solar parecido al tamaño de una hoja A4 y cosido dentro de una chaqueta, costaría unos 10 euros y sería suficiente para recargar un teléfono móvil durante un paseo.

La generación eléctrica y absorción de los fonones en nanotubos de carbón

Un equipo de investigación del Kavli Institute of Nanocscience, Delf University of Technology difunde los resultados de sus últimas investigaciones sobre la nanotecnología y, más concretamente, los nanotubos de carbón.

La interacción entre los grados de libertad vibracionales y electrónicos tiene un impacto sobre las propiedades químicas y físicas de los sistemas moleculares. Normalmente se estudia este proceso a través de métodos ópticos tales como luces fosforescentes, absorción y espectroscopia Raman. Pero los avances científicos en aparatos electrónicos moleculares ofrecen nuevas posibilidades para investigar la interactividad vibración-electrónica a nivel de una sola molécula.

Por ejemplo, electrones inyectados desde la punta de un microscopio ultrasónico en un metal pueden provocar excitaciones vibracionales de una molécula situada en el hueco entre la punta y el metal.

En este trabajo de investigación los científicos demuestran como una corriente inyectada directamente en un nanotubo de carbón se puede utilizar para provocar, detectar y controlar un modo vibracional específico de la molécula.

Para la descripción completo de este complicado pero muy relevante avance en el uso de nanotubos de carbón, pinchar aquí.

Espinacas como fuente de energía electrónica

Un equipo de investigadores del MIT han incorporado la capacidad de una planta de convertir la luz solar en energía en un aparato electrónico que un día podría ser una fuente de energía para ordenadores portátiles y teléfonos móvil.

Es sistema es posible gracias a un complejo de proteínas llamado Fotosistema (Photosystem (PSI)). Derivado de los cloroplastos, PSI mide de 10 a 20 nanometros – en otras palabras 100.000 cabrían en la punta de un alfiler. Según Marc Baldo, profesor del MIT, “Son los circuitos electrónicas más pequeñas que conozco.”

El equipo de Baldo, en colaboración con otros investigadores de la Universidad de Tennessee y el Laboratorio de Investigación Naval de los EE.UU, han desarrollado la primera célula solar fotosintética con forma sólida del mundo. “Hemos superado el primer obstáculo al integrar con éxito un complejo molecular de proteína fotosintético en un aparato electrónico sólido”.

La capacidad de las plantas de generar energía ha sido optimizada por la evolución, de modo que una planta de espinacas produce una gran cantidad de energía en relación con su tamaño y peso. Pero la integración de materias biológicas y materiales no biológicos en un solo aparato siempre ha supuesto un gran problema para investigadores por una sencilla razón: Las materias biológicas necesitan agua y sal para sobrevivir – y ambas sustancias son mortales para aparatos electrónicos.

El gran logro de este último avance tecnológico es que mediante el uso de peptides, los investigadores lograron estabilizar los complejos de proteína de las espinacas en un entorno seco durante al menos 3 semanas . “El detergente de peptide resulta ser un material maravilloso para conservar las proteínas intactas sobre un superficie con electrónica” según Zhang, el investigador que ideó el detergente. Zhang sospecha que el detergente retiene un poco agua dentro, de la misma forma que las semillas de plantas conservan aceite que permite mantener la integridad de las semillas en condiciones secas.

Más sobre este avance en esta página del MIT.
Centros universitarios especializados en la nantecnología

Teléfonos móviles con Energía Solar

Los últimos avances en la nanotecnología han hecho posible la fabricación de células solares flexibles y de bajo coste. Hasta tal punto que pronto los teléfonos móviles, o teléfonos celulares, podrán recargarse con energía solar.

Según MIT Technology Review, científicos de Konarka Technologies en Lowell, MA, han inventado una nueva forma de célula solar con la que se componen tiras de plástico fino de unos 10 cm. por 5cm (parecido a la cinta de video) capaces de convertir la luz en electricidad. Al unir unas cuantas de estas tiras, se puede generar potencia capaz de hacer funcionar un pequeño ventilador.

Hasta ahora la energía solar requería paneles de silicona costosos y complicados. La gran ventaja de este nuevo avance tecnológico es que la fabricación de esta nueva clase de cinta solar cuesta mucho menos (menos que la mitad) y resulta mucho más sencilla. El método de fabricación se parece más al proceso de una imprenta que al proceso tradicional y altamente complejo de producción de energía solar.

Dado que las nuevas células pesan menos y son más flexibles, se podrán introducir dentro de todo tipo de superficie, incluido ordenadores portátiles y teléfonos móviles. Si se mezclasen las células solares con pintura de automóviles, el sol podría utilizarse para recargar la batería del coche del futuro: los coches híbridos, lo que reduciría a su vez, la cantidad de combustible consumido por dichos coches. A largo plazo incluso, este tipo de células solares podrían cubrir edificios enteros, suministrando energía electrica a todos sus ocupantes.

Todavía se desconoce si un día las células solares serán suficientemente eficientes como para competir con otras energías como la nuclear, la eolica o la de carbón. Pero el nuevo tipo de células solares hace que por primera vez tal objetivo es alcanzable. El tiempo dirá si gracias a este nuevo avance tecnológico, la energía solar termina por imponerse sobre las alternativas actuales.