29/4/2010

Celdas electrolíticas para la distribución energética



El desarrollo de nuevas celdas electrolíticas podría ser un paso importante con vistas a incrementar la efectividad de los sistemas de generación distribuida o combinada de energía, que son vistos por muchos especialistas como una solución viable para hacer frente al cambio de matriz energética hacia las alternativas renovables y sostenibles. Estos sistemas serían imprescindibles para la distribución energética a nivel local, combinando las producciones obtenidas mediante energía eólica, hidroeléctrica o solar, entre otras posibilidades. La investigación se desarrolla en la Danmarks Tekniske Universitet de Dinamarca. Por Pablo Javier Piacente.

Ingenieros y especialistas del Catalysis for Sustainable Energy (CASE), perteneciente a la Danmarks Tekniske Universitet de Dinamarca, se encuentran desarrollando un renovador enfoque en celdas electrolíticas, que podrían mejorar en gran medida el funcionamiento de los sistemas de generación distribuida o combinada de energía. Estos sistemas serían vitales para obtener un mejor rendimiento de las distintas energías alternativas, aprovechadas en conjunto para abastecer necesidades a nivel local.

Los expertos en el área energética sostienen desde hace tiempo que para lograr un descenso importante en la cantidad de emisiones de CO2 y poder atender a las demandas de un mayor porcentaje de energías renovables en la matriz energética mundial se requieren nuevas soluciones que tengan en cuenta las considerables variaciones en la producción de energía eólica, hidroeléctrica o solar, por ejemplo.

Hay que tener en cuenta que estas fuentes de energía están supeditadas a los ciclos naturales y, en consecuencia, no registran una producción pareja a lo largo del tiempo, contando con períodos de mayor generación y otros más pobres. Una de las soluciones a este inconveniente son los llamados sistemas de generación distribuida o combinada.

Este enfoque se centra en almacenar el excedente de energía a nivel local, utilizando por ejemplo celdas electrolíticas. Ese excedente se utilizaría justamente para hacer frente a los requerimientos en aquellos momentos en los cuales disminuya la producción, en un sistema que combinaría la generación de todas las fuentes energéticas renovables. El fundamento de esta tecnología está siendo desarrollado en el marco del Catalysis for Sustainable Energy (CASE).


Una nueva alternativa

Los sistemas de energía distribuida se componen de muchas y pequeñas unidades de producción, dispersas geográficamente a lo largo de todo el sector a cubrir, y unas pocas unidades centrales de gran tamaño. Los diferentes puntos de estos sistemas pueden funcionar en forma independiente, y a la vez combinarse para hacer frente a las necesidades en conjunto de toda una región.

Es así que resulta vital en estos sistemas la capacidad de transformar la electricidad excedente procedente de todos los puntos implicados, y generada a través de fuentes renovables, en energía capaz de almacenarse. Una de las opciones es la de almacenar los excedentes de producción como energía química, mediante compuestos líquidos como el metanol o gases como el gas natural o el gas de síntesis.

Sin embargo, esta alternativa empleada actualmente no resulta eficiente a nivel local. Es por eso que el CASE está desarrollando una nueva metodología: la catálisis para la energía sostenible. Los especialistas dinamarqueses quieren emplear catalizadores para transformar la energía renovable obtenida a nivel local en energía química, por ejemplo a través de hidrógeno o metanol.

El CASE, dirigido por el profesor Jens K. Nørskov, empleará para ello nuevas celdas electrolíticas, que podrían optimizar la eficiencia de estos sistemas de generación distribuida o combinada. Las nuevas celdas se construyen con materiales cerámicos, sobre la base de distintas pilas de combustible.


Funcionamiento del sistema

El proceso desarrollado en las celdas electrolíticas se corresponde a una parte de la fotosíntesis propia de la naturaleza, que obtiene CO2 del aire y lo transforma en energía química. De esta manera, las nuevas celdas electrolíticas pueden contribuir además a eliminar el dióxido de carbono del aire.

Este proceso de transformación desarrollado a través de las celdas electrolíticas permite almacenar y utilizar el excedente de energía sostenible procedente de turbinas eólicas y células solares, por ejemplo. Al mismo tiempo, el almacenamiento se realiza mediante un método beneficioso para el medio ambiente y con mayor eficiencia en cuanto a resultados.

En este trabajo han colaborado el SERC (Strategic Electrochemistry Research Center), el Risø National Laboratory for Sustainable Energy y el Catalysis for Sustainable Energy (CASE), tres centros pertenecientes a la Danmarks Tekniske Universitet de Dinamarca. Los avances en esta investigación fueron difundidos mediante una nota de prensa del Risø National Laboratory for Sustainable Energy, que posteriormente reprodujo el sitio especializado Innovations Report.

Según los especialistas, estas celdas electrolíticas deben funcionar a temperaturas ubicadas en un rango de entre 200 y 400° C. De esta manera, es posible establecer pequeñas plantas locales de electrólisis, que pueden conectarse directamente a turbinas eólicas de la zona y producir combustible sintético para esa región, por ejemplo.






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