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Una vieja tecnología que nunca ha conseguido comercializarse por su escasa eficiencia acaba de dar un salto de productividad enorme gracias a un invento coreano.
Contexto. Las células bioelectroquímicas (BEC) son dispositivos que usan microorganismos especializados, como las bacterias electrogénicas, para oxidar compuestos orgánicos, liberando electrones y protones en el proceso.
Tras la reacción metabólica, los electrones son transferidos del ánodo al cátodo, generando una corriente eléctrica. Los protones migran desde el ánodo a través de una membrana de intercambio, separándose en iones de hidrógeno. Luego los electrones e iones de hidrógeno se combinan para producir hidrógeno gaseoso.
Aunque es un proceso sostenible, su escasa eficiencia ha impedido la comercialización de la tecnología a gran escala frente a otras soluciones más contaminantes. Hasta ahora.
La noticia. Un equipo de científicos del Instituto de Investigación de Energía de Corea del Sur (KIER) ha logrado un importante avance en la producción de hidrógeno limpio con células bioelectroquímicas.
El equipo ha desarrollado y certificado una tecnología llamada "Zero-Gap" que promete una producción de hidrógeno rentable a gran escala a partir de residuos orgánicos, matando dos pájaros de un tiro: la creciente demanda de hidrógeno verde y la gestión sostenible de los desechos orgánicos.
Cómo funciona. Zero-Gap minimiza las pérdidas de energía en las reacciones dentro de la célula bioelectroquímica. Su diseño reduce la distancia entre los electrodos y el separador de la célula, mejorando la transferencia de electrones.
Pero a diferencia de otros sistemas sin hueco, el diseño de KIER no sufre desequilibrios de presión a escalas más grandes porque incluye una tapa cilíndrica que aplica una presión uniforme. Este diseño "garantiza una adhesión completa entre los componentes, evita caídas de eficiencia y mantiene un rendimiento constante, incluso a gran escala".
En cifras. La tecnología Zero-Gap ha demostrado su potencial en pruebas certificadas por el Laboratorio de Pruebas de Corea del Sur (KTL). Los resultados en la producción son impresionantes: un 180% más de electrones y un 120% más de hidrógeno en comparación con los procesos convencionales.
"Este avance resuelve viejos problemas de pérdida de energía en los procesos convencionales, ofreciendo un camino transformador hacia la producción de hidrógeno rentable y a gran escala", dice un comunicado.
Ventajas y desafíos. Las células bioelectroquímicas permiten producir hidrógeno a partir de una amplia variedad de residuos orgánicos, como las aguas residuales o industriales, los desechos agrícolas y la biomasa.
Son una alternativa sostenible frente a métodos convencionales que generan grandes emisiones de dióxido de carbono, como el reformado de metano, y pueden instalarse en las mismas ubicaciones donde se generan residuos, reduciendo costes de transporte.
Pero todavía tienen desafíos importantes que resolver: las tasas de producción aún son relativamente bajas en comparación con métodos industriales y las condiciones para que los microorganismos funcionen de forma óptima requieren un control riguroso del proceso.
Imagen | Korea Institute of Energy Research
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