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Los motores de evaporación podrían producir más energía que el carbón, con una gran advertencia
xi chen
La tecnología que puede aprovechar el poder renovable de la evaporación natural del agua podría producir una gran parte de las necesidades energéticas de la nación, al menos teóricamente (ver 'Los científicos capturan la energía de la evaporación para impulsar motores diminutos').
Los prototipos de 'motores impulsados por evaporación' generan energía a partir del movimiento de las esporas bacterianas que se expanden y contraen a medida que absorben y liberan la humedad del aire. Si pudiera hacerse de manera eficiente y asequible, los dispositivos podrían proporcionar más de 325 gigavatios de capacidad de generación de electricidad, superando al carbón , de acuerdo con un estudio publicado el martes en Comunicaciones de la naturaleza .
Eso, sin embargo, requeriría cubrir la superficie de cada lago y embalse de más de 0,1 kilómetros cuadrados en los 48 estados inferiores, excluyendo los Grandes Lagos, con conjuntos de dispositivos. Obviamente, eso entraría en conflicto directo con los usos económicos y recreativos existentes, y plantearía una serie de serias preocupaciones estéticas y ambientales. En particular, interferir con la evaporación en una escala lo suficientemente grande, a través de un lago lo suficientemente grande, podría incluso alterar el clima local.
Pero el coautor del estudio, Ozgur Sahin, dice que el documento es más un experimento mental diseñado para subrayar el potencial de la tecnología y la importancia de avanzar más allá de la escala de laboratorio, en lugar de cualquier tipo de propuesta de desarrollo literal.
Sahin, profesor asociado de ciencias biológicas y física en la Universidad de Columbia, cree que podría hacer una contribución significativa a los objetivos climáticos y de energía limpia, incluso si nunca se implementa en ningún lugar cercano al alcance potencial destacado en el estudio.
Él dice que los primeros casos de uso podrían incluir embalses remotos que ya generan energía hidroeléctrica, donde no es tan probable que interfiera con otros usos. Podría ofrecer el beneficio adicional de reducir la pérdida de agua por evaporación, aumentando la cantidad disponible para la generación de energía, el riego y otras necesidades.
El equipo de científicos también creó un pequeño automóvil alimentado por evaporación, denominado Eva.
Sahin y sus colegas de Columbia han estado trabajando en esta tecnología durante años. en un 2015 papel , el equipo describió un motor de evaporación que dependía de Bacillus subtilis esporas adheridas a pilas de película unidas a mecanismos de obturación. Cuando el dispositivo se coloca sobre el agua, las esporas absorben la humedad de la evaporación natural y se expanden, abriendo el obturador y permitiendo que escape la humedad. Luego, las esporas se secan y se contraen, cerrando el obturador una vez más y permitiendo que fluya más humedad del aire y reinicie el proceso. Cuando el dispositivo está conectado a un generador, el movimiento oscilante continuo genera una pequeña cantidad de energía.
Como Revisión de tecnología del MIT anteriormente informado: 'Una superficie de agua de ocho centímetros por ocho centímetros puede producir alrededor de dos microvatios de electricidad (un microvatio es una millonésima parte de un vatio), en promedio, y puede explotar hasta 60 microvatios'.
El equipo ha seguido trabajando para mejorar la eficiencia y la escalabilidad de la tecnología, explorando materiales adicionales y medios de adhesión de esporas. Debido a que la tecnología se basa en gran medida en materiales biológicos, el costo final podría ser menor que el de las células solares fotovoltaicas y otras tecnologías que requieren materiales fabricados especialmente, cree Sahin.
Crucialmente, Bacillus subtilis las esporas continúan realizando el movimiento mecánico necesario incluso cuando están muertas o inactivas.
Además, la tecnología evita en gran medida las limitaciones de intermitencia de la energía eólica y solar porque, si bien las tasas de evaporación cambian, no se detienen. Además, dado que los dispositivos reducen la tasa de evaporación, también elevan la temperatura del agua superficial. El modelado en el nuevo estudio mostró que al alterar deliberadamente la velocidad de este proceso, podrían crear una especie de batería de agua termal que equilibre la generación y la demanda. Cuando se acelera, el calor en el agua aumentaría la evaporación, impulsando la generación de energía.
Podríamos igualar la demanda de energía por hora aproximadamente el 98 por ciento del tiempo en lugares cálidos y secos, dice Sahin. Lo que significa que no necesita una batería externa para ajustar la intermitencia.