Esta batería de sal recoge energía osmótica donde el río se encuentra con el mar

Los estuarios, donde los ríos de agua dulce se encuentran con el mar salado, son excelentes lugares para observar aves y hacer canotaje. En estas zonas, las aguas que contienen diferentes concentraciones de sal se mezclan y pueden funcionar como fuentes de energía osmótica «azul» y sostenible. Los investigadores de ACS Energy Letters informan sobre la creación de una membrana semipermeable que recoge la energía osmótica de los gradientes salinos y la convierte en electricidad. El nuevo diseño tenía una densidad de potencia de salida más de dos veces mayor que la de las membranas comerciales en las demostraciones de laboratorio.  

La energía osmótica puede generarse en cualquier lugar donde se encuentren gradientes salinos, pero las tecnologías disponibles para captar esta energía renovable podrían mejorar. Un método utiliza una serie de membranas de electrodiálisis inversa (RED) que actúan como una especie de «batería salina» que genera electricidad a partir de las diferencias de presión causadas por el gradiente salino. Para nivelar ese gradiente, los iones con carga positiva procedentes del agua de mar, como el sodio, fluyen a través del sistema hasta el agua dulce, y aumentan la presión sobre la membrana. Para aumentar más su poder de recolección, la membrana también debe mantener una baja resistencia eléctrica interna, y lo logra permitiendo que los electrones fluyan fácilmente en la dirección opuesta a los iones. Investigaciones anteriores indican que la mejora del flujo de iones a través de la membrana RED y de la eficiencia del transporte de electrones probablemente aumentaría la cantidad de electricidad captada mediante la energía osmótica. Entonces, Dongdong Ye, Xingzhen Qin y otros colegas diseñaron una membrana semipermeable de materiales ecológicos que, en teoría, minimizaría la resistencia interna y maximizaría la potencia de salida.  

El prototipo de membrana RED de los investigadores contenía canales separados (es decir, desacoplados) para el transporte iónico y el transporte de electrones. Lo crearon colocando un hidrogel de celulosa con carga negativa (para el transporte de iones) entre capas de polianilina, un polímero orgánico que es un conductor eléctrico (para el transporte de electrones). Las pruebas iniciales confirmaron su teoría de que los canales de transporte desacoplados daban lugar a una mayor conductividad iónica y una menor resistividad en comparación con las membranas homogéneas realizadas con los mismos materiales. En un tanque de agua que simulaba el entorno de estuario, su prototipo logró una densidad de potencia de salida 2,34 veces mayor que una membrana RED comercial y mantuvo el rendimiento durante 16 días de funcionamiento ininterrumpido, lo que demuestra su rendimiento bajo el agua estable a largo plazo. En una prueba final, el equipo creó una batería de sal a partir de 20 de sus membranas RED y generó suficiente electricidad para alimentar individualmente una calculadora, luz LED y cronómetro.  

Ye, Qin y los miembros de su equipo dicen que sus hallazgos amplían la gama de materiales ecológicos que podrían utilizarse para fabricar membranas RED y para mejorar el rendimiento de la recolección de energía osmótica, lo que haría que estos sistemas sean más viables para el uso en la práctica real.  

Los autores agradecen la financiación de la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.

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