21 Mar La energía del futuro depende de los Nanomateriales
La capacidad de controlar la composición de la materia a escala molecular y atómica permite concebir nuevas propiedades en los materiales que sólo son posibles en la escala nanométrica.
Así surgen nuevos materiales, conocidos como nanomateriales, que muestran propiedades muy diferentes a las que se exhiben en la macroescala.
Por sus características diferenciadas, estos materiales son capaces de transformar nuestra vida cotidiana y aportar soluciones que hasta ahora sólo eran posibles en la teoría.
La amenaza del cambio climático
Uno de los grandes problemas a enfrentar por la sociedad en el futuro más próximo es el cambio climático. Debemos ser capaces de establecer nuevos modelos económicos y de producción más sostenibles con el medioambiente.
Por ello, en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (COP21) del 2015, se firmó el Acuerdo de París, un compendio de objetivos fijados para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero como el CO2 y otros gases contaminantes que favorecen el calentamiento del planeta.
Sin embargo, de acuerdo al informe elaborado por la Agencia Internacional de Energía (IEA), las emisiones mundiales de CO2 han aumentado un 1,4% en 2017. Lo que ha supuesto un total de 460 millones de toneladas de emisiones.
Uno de los principales culpables de las emisiones a nivel mundial es la generación de energía eléctrica cuya demanda crece cada vez más.
Por lo que, ¿cómo podemos afrontar el reto desde el sector energético?
Los retos de la generación de energía eléctrica
Los combustibles fósiles comportan uno de los principales vectores en la generación de energía eléctrica a nivel mundial, acaparando un 80% de la demanda, a pesar de las energías renovables.
“Los combustibles fósiles son los principales causantes de las emisiones antropogénicas (consecuencia de la actividad humana)”.
Lo cual deja en evidencia que el modelo de producción energética no es sostenible a largo plazo y que es necesario el desarrollo y estudio de una nueva tecnología que permita cumplir la demanda energética de forma que el medioambiente no se vea comprometido.
Nanotecnología y la energía renovable
Con el fin de superar que el 80% de la electricidad se componga de recursos fósiles y así establecer un camino hacia una energía más sostenible, es necesario el uso de dispositivos de conversión y almacenamiento para las energías renovables.
Las energías renovables son una alternativa para la generación de energía limpia que no comprometen al medioambiente.
No obstante, a diferencia de la generación energética tradicional, que ajusta la producción a la demanda, la energía energía renovable no puede cumplir con la demanda energética de la misma forma. Si se genera más energía de la que se demanda, esta se convierte en energía “sobrante”.
Una de las líneas tecnológicas de investigación de la Nanotecnología en el sector energético son las pilas de combustible e hidrógeno.
El uso del hidrógeno apoyaría la integración de las fuentes de energía renovables en los sistemas energéticos, particularmente, como medio de almacenamiento para la electricidad producida por fuentes de energía renovables.
Las pilas de combustible e hidrógeno: la energía del futuro gracias a la nanotecnología
Las pilas de combustible están generando grandes expectativas en el campo energético.
“Las pilas de combustible son una de las pocas alternativas viables para obtener energía eléctrica en cantidades importantes sin dañar el medioambiente”.
Por un lado, por los altos valores de eficiencia que alcanzan en la generación de energía. Por otro, minimizan al máximo las emisiones como el óxido de nitrógeno y otros gases producidos por las tecnologías de generación energética basadas en la combustión.
La Nanotecnología ha ayudado a mejorar el desarrollo de las pilas de combustible, haciendo que cada vez sean más viables. Entre los grandes logros se encuentran, por ejemplo, la disminución de la temperatura de trabajo, una de las mayores dificultades que presenta esta tecnología y que la hace más cara.
La búsqueda de nuevos nanomateriales que simplifiquen los diseños de la pila y creen modelos más baratos y eficientes, es uno de los grandes retos planteados que hace que continúen las investigaciones en esta rama.
El compromiso de Europa con la investigación de nanomateriales para el sector energético
En esta línea, la Unión Europea está comprometida con la investigación en el ámbito de la nanotecnología, también en la rama energética.
Dentro del marco Horizonte 2020, por ejemplo, se encuentra FCH 2 (Fuell Cells and Hydrogen), en la que participan empresas y organismos españoles, cuyo objetivo es crear un modelo de pilas de combustible e hidrógeno sostenible y competitivo para 2024.
El proyecto EDEN es un proyecto financiado dentro del VII Programa Marco que se centra en el hidrógeno como vector energético. En él participaron algunos centros de investigación españoles como la Universidad de La Laguna, a través del grupo de investigación de Nano y Microingeniería de Materiales coordinado por Juan Carlos Ruiz Morales.
El propósito de EDEN era la creación de nanomateriales para crear un sistema de almacenamiento de hidrógeno que luego se pueda combinar en la producción energética mediante energía solar (High Energy Density Mg-Based Storage System).
Precisamente en las Islas Canarias, las pilas de combustible para la generación eléctrica mediante la energía solar cobran gran interés.
Y es que, por su situación geográfica y climatología, Canarias es la región de Europa que más horas de luz solar recibe al año y la aplicación de las energías solar térmica y fotovoltaica son superiores al del resto de territorios.
Nanotec, centro de Nanotecnología y Sostenibilidad en Tenerife.
Tanto por el compromiso evidente de la Unión Europea por la investigación dentro del campo de la nanotecnología y los nanomateriales en el sector energético como por la necesidad de hacer frente a la enorme amenaza que presenta el cambio climático, Canarias se presenta como un entorno ideal para abordar proyectos que permitan nuevos sistemas de producción energéticos basados en energías limpias y renovables.
Nanotec, en INtech La Laguna, es un centro tecnológico donde estudiar nuevos materiales multifuncionales y, además, favorecer al desarrollo de proyectos que luchen contra la contaminación atmosférica, el cambio climático o promuevan la salud ambiental.