{"id":361,"date":"2019-11-15T20:24:50","date_gmt":"2019-11-15T19:24:50","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/?p=361"},"modified":"2019-11-15T20:24:50","modified_gmt":"2019-11-15T19:24:50","slug":"bacterias-a-trabajar-el-uso-de-bacterias-en-sistemas-generacion-de-hidrogeno-con-energia-solar-permite-el-uso-de-aguas-residuales-en-lugar-de-agua-pura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/2019\/11\/15\/bacterias-a-trabajar-el-uso-de-bacterias-en-sistemas-generacion-de-hidrogeno-con-energia-solar-permite-el-uso-de-aguas-residuales-en-lugar-de-agua-pura\/","title":{"rendered":"\u00a1Bacterias a trabajar! El uso de bacterias en sistemas generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno con energ\u00eda solar permite el uso de aguas residuales en lugar de agua pura."},"content":{"rendered":"\n<p>Si bien la energ\u00eda solar est\u00e1 disponible diaramente, es intermitente con intermitencias  en todas los rangos temporales: d\u00eda\/noche, horas, nublado\/soleado, etc. El n\u00famero de horas de sol disponibles tambi\u00e9n var\u00eda diariamente en casi toda la superficie terrestre, siendo aproximadamente contante s\u00f3lo cerca del ecuador.<\/p>\n\n\n\n<p>Todo ello hace que su uso como fuente primaria de energ\u00eda se vea restringido, por lo que hace falta almacenarla para su uso en el momento en que haga falta, no cuando se produzca. Uno de las formas de almacenar esta fuente de energ\u00eda es la producci\u00f3n de alg\u00fan producto qu\u00edmico que al oxidarse r\u00e1pidamente, al  \u00abquemarse\u00bb, produzca energ\u00eda. Un qu\u00edmico adecuado es el hidr\u00f3geno molecular, puesto que su combusti\u00f3n s\u00f3lo produce agua pura como subproducto.<\/p>\n\n\n\n<p>Sin embargo, el uso de hidr\u00f3geno tiene varios problemas, de los cuales los m\u00e1s importantes son dos.<\/p>\n\n\n\n<p>Por una parte,  su almacenamiento no es sencillo. Al ser tan ligero y peque\u00f1o, al  almacenarlo en sistemas de alta presi\u00f3n tiene una tendencia muy fuerte a  difundirse por las paredes del recipiente que lo contiene; se   \u00abescapa\u00bb de su recipiente con facilidad. <\/p>\n\n\n\n<p>Adem\u00e1s, la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno con luz solar es cara y no viable comercialmente por varias razones:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Necesita sistemas de generaci\u00f3n de corriente el\u00e9ctrica muy complicado: para disociar la mol\u00e9cula de agua hay que tener un potencial el\u00e9ctrico de ~1,8 Voltios, que para conseguirlo con sistemas fotovoltaicos implican el uso de iones complicadas, en varias capas de materiales, que adem\u00e1s son muy caros.<\/li><li>Tiene que usar agua ultrapura, lo que tiene un coste energ\u00e9tico que hay que considerar en el balance energ\u00e9tico final.<\/li><li>Adem\u00e1s, algunos de los productos qu\u00edmicos empleados no duran mucho tiempo. Al necesitar usar un \u00e1nodo y un c\u00e1todo, los materiales de ambos polos no siempre son totaltmente reversibles y se pueden  agotar con el uso;  se \u00abgastan\u00bb transform\u00e1ndose irreversiblemente en sustancias distitntas de las originales.<\/li><li>Y por si fuera poco, debido a la alta demanda energ\u00e9tico de la ruptura del enlace del agua, suele hacer falta una corriente el\u00e9ctrica extra que debe a\u00f1adirse al gasto energ\u00e9tico de depurar y filtrar el agua.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>Una alternativa que puede soslayar parte de los problemas, sobre todo los relacionados con la generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno molecular desde la luz solar, es el uso de microorganismos en el dise\u00f1o del sistema; \u00e9stos oxidan los l\u00edquidos org\u00e1nicos del agua residual, m\u00e1s que el agua misma, para generar electrones que se recombinan con los huecos generados en el c\u00e1todo semiconductor.<\/p>\n\n\n\n<p>Este sistema tiene varias ventajas, porque al usar los microbios como donadores de electrones y  \u00abrompedores\u00bb de la mol\u00e9cula de agua, no hace falta usar m\u00e1s energ\u00eda el\u00e9ctrica, adem\u00e1s de eliminar la necesidad de catalizador y la posibilidad de usar aguas residuales.  <\/p>\n\n\n\n<p>Por supuesto, este sistema tambi\u00e9n ten\u00eda problemas. Esencialmente, los mismos ya apuntados anteriormente y que el grupo que presenta esta investigaci\u00f3n logr\u00f3 soslayar en parte con el uso de un catalizador de GaInP2, pero su coste y el uso de tierras raras, materiales muy caros y escasos, impidi\u00f3 su comercializaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n<p>En el estudio que se comenta aqu\u00ed, han logrado un avanze muy significativo con el uso de nanoestructuras de silicio negro(1) con forma de queso suizo(2) y aguas residuales de una f\u00e1brica de cerveza; claramente, los cient\u00edficos tambi\u00e9n tienen sentido del humor. Adem\u00e1s, no s\u00f3lo es que lograran un sistema muy barato y escalable, es que produce una cantidad de energ\u00eda que es superior a todos los valores obtenidos hasta ahora y durando 90 horas antes de agotar los substratos. Como beneficio adicional, trataron las aguas residuales, disminuyendo a\u00fan m\u00e1s los costes de operaci\u00f3n del sistema.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p>(1) La traducci\u00f3n es personal. En ingl\u00e9s se denomina  \u00abblack-silicon\u00bb o  \u00abb-Si\u00bb. Es una nanoestructuraci\u00f3n del Silicio descubierta por casualidad, consistente en un  \u00abbosque\u00bb de agujas muy peque\u00f1as de Silicio. Se puede construir  por m\u00e9todos empleados en la industria de los semiconductores, y tiene una importancia cada vvez mayor en la industria de las c\u00e9lulas fotovoltaicas porque absorve mucho mejor la luz visible que el Silicio cristalino normal. Un enlace interesente sobre este este material es el de la Wikipedia: <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Black_silicon\">https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Black_silicon<\/a> <br \/>(2) Copia literal del art\u00edculo del nombre de la estructura.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Si bien la energ\u00eda solar est\u00e1 disponible diaramente, es intermitente con intermitencias en todas los rangos temporales: d\u00eda\/noche, horas, nublado\/soleado, etc. El n\u00famero de horas de sol disponibles tambi\u00e9n var\u00eda diariamente en casi toda la superficie terrestre, siendo aproximadamente contante s\u00f3lo cerca del ecuador. 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El uso de bacterias en sistemas generaci\u00f3n de hidr\u00f3geno con energ\u00eda solar permite el uso de aguas residuales en lugar de agua pura.\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":378,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[21,49,62],"class_list":["post-361","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-articulo-interesantes","tag-energia-renovable","tag-quimica","tag-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/361","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/users\/378"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=361"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/361\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=361"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=361"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.uclm.es\/gonzalorprieto\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=361"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}