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Respuesta:
Explicación:Energía eléctrica puede ser generada de manera natural cuando el agua dulce entra en contacto con el agua salada a través de una membrana durante lo que se conoce como ósmosis.
El concepto es relativamente sencillo: una membrana semipermeable separa dos líquidos con diferentes concentraciones de sal y los iones de sal atraviesan la membrana hasta ambas concentraciones se equilibran.
Y como un ion es básicamente un átomo con carga eléctrica el movimiento de los iones podría ser utilizado para generar electricidad.
Pero ahora investigadores del Laboratorio de Biología Nanométrica de la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza (EPFL), también han desarrollado un sistema de generación de energía osmótica de una eficiencia sin precedentes.
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Gráfica explicando el proceso de osmosis a través de una membrana de tres átomos de espesor.
FUENTE DE LA IMAGEN,NATURE
Pie de foto,
En el experimento, soluciones de agua con diferentes concentraciones de sal se separaron por una membrana de MoS2 de 3 átomos de espesor. Un flujo de iones, en su mayoría positivos pasan por el nanoporo de carga negativa. (Gráfica: Revista Nature)
La innovación se basa en una membrana de apenas tres átomos de espesor que separa a los dos fluidos y el estudio fue publicado en la revista Nature.
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El potencial se abre para que el sistema pueda ser utilizado en las desembocaduras de los ríos del mundo -donde su agua dulce entra en contacto con la salinidad del mar- para generar una abundante fuente de energía limpia.
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El secreto está en la membrana
El sistema de EPFL consiste en dos compartimentos llenos de líquido que están separados por una membrana ultradelgada hecha de disulfuro de molibdeno(MoS2).
La membrana tiene un pequeñísimo agujero, o nanoporo, a través del cual los iones del agua de mar pasan al agua dulce, hasta que las concentraciones de sal en ambos líquidos se igualan.
FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY IMAGES
Pie de foto,
Una membrada de un metro cuadrado podría generar suficiente energía para iluminar 50.000 bombillas modernas
A medida que los iones atraviesan el nanoporo, sus electrones son transferidos a un electrodo que se usa para generar la corriente eléctrica.
Entre más delgada sea la membrana, se produce más corriente. Y la de EPFL tiene un espesor de tres átomos, que es lo que destaca este sistema.
Las propiedades del material MoS2 son ideales para permitir que los iones de carga positiva pasen mientras rechaza la mayoría de los de carga negativa.
Eso crea voltaje entre ambos líquidos, a medida que uno acumula carga positiva y el otro acumula carga negativa. Este voltaje es lo que causa el flujo de la corriente generada por el paso de los iones.
"Primero tuvimos que fabricar y luego investigar el tamaño óptimo del nanoporo", dijo Jiandong Feng, principal autor de la investigación.
"Si era muy grande, dejaría pasar iones negativos, resultando en un voltaje muy bajo. Si era muy pequeño, no podrían pasar suficientes iones y la corriente sería muy débil".
Gran potencial
Según los cálculos de los investigadores, el potencial del nuevo sistema es inmenso.
Una membrada de un metro cuadrado, con 30% de su superficie cubierta en nanoporos debería generar 1 megavatio de electricidad; suficiente energía para iluminar 50.000 bombillas modernas.