Algas marinas
Una de las formas en que la humanidad está comenzando a combatir las menguantes reservas de energía es
Una de las fuentes de combustible del futuro esLas algas son pequeños organismos acuáticos que convierten la luz solar en energía y la almacenan en forma de aceite. Científicos e ingenieros de todo el mundo están investigando las mejores cepas de algas eucariotas y desarrollando los métodos de cultivo más eficientes.
Este rápido potencial de producción se combinacon el potencial de producir una cantidad infinita de biomasa conduce a una fuente de energía teóricamente infinita. Más renovable que el petróleo, el carbón y el gas, de todos modos, y aquí está el por qué.
Las microalgas son diminutas, unicelularesplantas que crecen en el mar y capturan carbono a través de la fotosíntesis. Estas plantas fueron una vez una fuente prehistórica de petróleo crudo que se extrae hoy de la corteza terrestre. Hace millones de años, las algas en flor murieron y se hundieron en el lecho marino. Finalmente, la alta presión y temperatura de la corteza terrestre convirtió los restos de microalgas en petróleo crudo. Hoy en día, los biocombustibles derivados de las algas están tratando de acelerar este proceso creando las condiciones necesarias para extraer los aceites de los lípidos de las microalgas.
Las algas comenzaron a ser consideradas comoLa fuente de energía alternativa es relativamente reciente, pero la tecnología, según los expertos, es muy prometedora. Baste decir que de 1 hectárea de superficie de agua ocupada por algas se pueden obtener 150 mil metros cúbicos de biogás al año. Esto es aproximadamente igual al volumen de gas que produce un pequeño pozo y es suficiente para la vida de una pequeña aldea.
Las algas verdes son fáciles de mantener, rápidascrecen y están representadas por muchas especies que utilizan la energía de la luz solar para la fotosíntesis. Toda la biomasa, ya sean azúcares o grasas, se puede convertir en biocombustibles, con mayor frecuencia bioetanol y biodiésel. Las algas son un ecocombustible ideal porque crecen en un medio acuático y no requieren recursos terrestres, son altamente productivas y no dañan el medio ambiente.
Este tipo de combustible todavía tiene limitaciones.
Durante más de cinco años, comenzando aproximadamenteDesde 2005, empresas de biocombustibles de algas, incluidas Algenol, Sapphire Energy y Solazyme, han atraído cientos de millones de dólares en inversiones del sector privado, prometiendo que la ingeniería química de algas podría aumentar la producción de docenas de especies. millones de galones de combustible durante varios años a precios competitivos con los combustibles fósiles. La conversión de combustible de las algas se basa principalmente en la alta concentración de lípidos en la materia prima: moléculas ácidas grasas que contienen aceite que se pueden extraer para crear biocombustibles.
Casi 15 años después, el mundo de la tecnología verdese enamoró del biocombustible de algas. A pesar de las grandes sumas gastadas en desarrollar el proceso de conversión, los ambiciosos objetivos de producción de la industria (sin mencionar la competitividad de los precios de los combustibles fósiles) siguen siendo un sueño lejano. Desde una perspectiva de costos, la importante caída de los precios del petróleo en 2008 y 2014 ciertamente no mejoró la competitividad de los biocombustibles, pero los problemas técnicos también resultaron ser un obstáculo importante. Han surgido problemas difíciles de resolver en términos del equilibrio energético de la extracción de lípidos, el mantenimiento de condiciones de crecimiento adecuadas en estanques abiertos y los enormes volúmenes de agua, CO₂ y fertilizantes necesarios para que las algas realicen la fotosíntesis con suficiente rapidez a gran escala.
Volcanes
Uno de los principales avances en masterizaciónLa energía volcánica es propiedad de investigadores estadounidenses de las empresas iniciadoras AltaRock Energy y Davenport Newberry Holdings. La investigación se llevó a cabo en un volcán inactivo en Oregon, EE. UU. El agua salada se bombeó profundamente en las rocas. Debido a la desintegración de los elementos radiactivos y al manto más caliente de la Tierra, la temperatura en el interior es muy alta. Cuando se calentó, el agua se convirtió en vapor. Se alimenta a una turbina, que genera electricidad.
Hasta la fecha, todavía quedan dosplantas de energía en funcionamiento que utilizan esta tecnología. Uno está en Francia y el otro en Alemania. En general, según el Servicio Geológico de Estados Unidos, la energía geotérmica es potencialmente capaz de cubrir el 50% de las necesidades eléctricas del país (hoy su contribución es solo del 0,3%).
Otra forma de utilizar los volcanes paraLa producción de energía fue propuesta en 2009 por investigadores islandeses. Cerca de las profundidades volcánicas, encontraron un depósito subterráneo de agua con una temperatura anormalmente alta. El agua muy caliente se encuentra en algún lugar en el límite entre el líquido y el gas y solo existe a una cierta temperatura y presión.
El volcán Mato West entra en erupción en 2009.Imagen cortesía de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Crédito: Administración Nacional Oceánica y Atmosférica.
Los científicos podrían generar algo similar enlaboratorios, pero resultó que esa agua se encuentra en la naturaleza, en las entrañas de la tierra. Se cree que se puede extraer 10 veces más energía del agua de "temperatura crítica" que del agua que hierve de la manera clásica.
Además, un estudio reciente demostróque las erupciones volcánicas en las profundidades de los océanos pueden producir explosiones de energía extremadamente poderosas a un ritmo suficiente para alimentar a todo Estados Unidos.
Durante mucho tiempo se creyó que las erupcionesLos volcanes de aguas profundas son relativamente poco interesantes en comparación con las erupciones terrestres. Aunque los volcanes terrestres a menudo causan erupciones espectaculares al esparcir cenizas volcánicas en el medio ambiente, se creía que las erupciones de las profundidades marinas solo provocaban flujos de lava de movimiento lento.
Pero los datos recopilados de forma remotaVehículos tripulados en las profundidades del Océano Pacífico nororiental y analizados por científicos de la Universidad de Leeds han revelado un vínculo entre la forma en que se dispersan las cenizas durante las erupciones submarinas y la formación de grandes y poderosas columnas de agua caliente que se elevan desde el fondo del océano. conocidos como megaplumas.
Estas megaplumas contienen calor, ricoquímicos en el agua y actúan de la misma manera que las columnas atmosféricas vistas desde los volcanes terrestres, extendiéndose primero hacia arriba y luego hacia afuera, llevando consigo ceniza volcánica. El tamaño de las megaplumas es enorme, con un volumen de agua equivalente a cuarenta millones de piscinas olímpicas. Se han descubierto sobre varios volcanes submarinos, pero se desconoce su origen. Los resultados de un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Leeds muestran que se forman rápidamente durante las erupciones de lava.
Los investigadores desarrollaron un modelo matemático.que muestra cómo las cenizas de estas erupciones submarinas se esparcen a varios kilómetros del volcán. Utilizaron la estructura de las cenizas de la histórica erupción submarina para reconstruir su dinámica. Esto demostró que la tasa de liberación de energía necesaria para transportar cenizas a lo largo de las distancias observadas era extremadamente alta, equivalente a la energía utilizada por todo Estados Unidos.
Papel
Tecnología creada en Japón por Sonygenera electricidad convirtiendo papel triturado en azúcar, que a su vez se utiliza como combustible. El equipo detrás del proyecto dijo que estas biobaterías son respetuosas con el medio ambiente ya que no utilizan productos químicos ni metales nocivos.
El proceso se basa en el uso de una enzima.celulasas para la descomposición de materiales en glucosa azúcar. Luego se combinan con oxígeno y otras enzimas que convierten el material en electrones e iones de hidrógeno. En el proyecto, una batería utilizó electrones para generar electricidad. Como subproductos se crearon agua y gluconolactona ácida, que se usa comúnmente en cosméticos.
Los investigadores involucrados en el proyecto compararoneste es un proceso con un mecanismo que utilizan las termitas para digerir la madera y convertirla en energía. Su trabajo se basa en un proyecto anterior en el que utilizaron jugo de frutas para alimentar su reproductor de música Walkman.
La cadena se rompe por enzimas yla glucosa resultante es procesada por otro grupo de enzimas, con la ayuda de las cuales se liberan iones de hidrógeno y electrones libres. Los electrones se canalizan a través de un circuito externo para generar electricidad. Se supone que una planta de este tipo, durante el procesamiento de una hoja de papel de 210 x 297 mm, puede generar aproximadamente 18 vatios por hora (aproximadamente la misma cantidad de energía se genera con 6 baterías AA).
El método es ecológico:Una ventaja importante de esta "batería" es la ausencia de metales y compuestos químicos nocivos. Han pasado muchos años desde la presentación del proyecto, pero la tecnología aún está lejos de comercializarse: la electricidad se genera bastante poca, solo es suficiente para alimentar pequeños dispositivos portátiles.
¿Cuál es el resultado final?
La gente usa los fósiles como su principal fuenteenergía. El problema es que tarde o temprano, en teoría, pueden acabar. Pero es posible que la gente no sobreviva hasta este momento debido al calentamiento global y al cambio climático. Los científicos y entusiastas buscan nuevas fuentes de energía todos los días. No todos son obvios y tendrán éxito comercial de inmediato, pero trabajar en esta dirección ya es un progreso que puede ayudar a nuestra existencia. Es hora de lanzar una amplia red.
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Celulasa: una enzima que pertenece a la clasehidrolasa que cataliza la hidrólisis de enlaces β-glicosídicos en celulosa con la formación de glucosa o disacárido de celobiosa. Se encuentra en granos germinados, hongos, muchas bacterias y también en varios animales que se alimentan de madera.
La gluconolactona es un polihidroxiácido (PHA), que se obtiene como resultado de la oxidación de la glucosa (un azúcar natural que se encuentra, entre otras cosas, en el cuerpo humano).
Termitas u hormigas blancas - infraordeninsectos sociales con transformación incompleta, relacionados con las cucarachas. A pesar del nombre de "hormigas blancas", no son hormigas, aunque en muchos aspectos son similares a ellas en su forma de vida.