Investigadores de la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York lograron un gran avance en la desalinización por flujo redox (RFD), una técnica electroquímica emergente que puede convertir el agua de mar en agua potable y también almacenar energía renovable asequible.
En un artículo publicado en Cell Reports Physical Science , el equipo Tandon de la Universidad de Nueva York dirigido por el Dr. André Taylor, profesor de ingeniería química y biomolecular y director de DC-MUSE (Descarbonización de fabricación química mediante electrificación sostenible), aumentó la tasa de eliminación de sal del sistema RFD en aproximadamente un 20 % y, al mismo tiempo, reduce su demanda de energía optimizando los caudales de fluido.
RFD ofrece múltiples beneficios. Estos sistemas proporcionan un enfoque escalable y flexible para el almacenamiento de energía , permitiendo la utilización eficiente de fuentes de energía renovables intermitentes como la solar y la eólica. RFD también promete una solución completamente nueva a la crisis mundial del agua.
“Al integrar perfectamente el almacenamiento de energía y la desalinización, nuestra visión es crear una solución sostenible y eficiente que no sólo satisfaga la creciente demanda de agua dulce sino que también defienda la conservación del medio ambiente y la integración de energías renovables”, afirmó Taylor.
La RFD puede reducir la dependencia de las redes eléctricas convencionales y también fomentar la transición hacia un proceso de desalinización del agua neutro en carbono y ecológico. Además, la integración de baterías de flujo redox con tecnologías de desalinización mejora la eficiencia y confiabilidad del sistema.
La capacidad inherente de las baterías de flujo redox para almacenar el exceso de energía durante períodos de abundancia y descargarla durante los picos de demanda se alinea perfectamente con los requisitos energéticos fluctuantes de los procesos de desalinización.
“El éxito de este proyecto se atribuye al ingenio y la perseverancia de Stephen Akwei Maclean, el primer autor del artículo y candidato al doctorado Tandon de la Universidad de Nueva York en ingeniería química y biomolecular”, dijo Taylor. “Demostró una habilidad excepcional al diseñar la arquitectura del sistema utilizando tecnología avanzada de impresión 3D disponible en NYU Maker Space”.
Las complejidades del sistema implican la división del agua de mar entrante en dos corrientes: la corriente de salinización (ver imagen de arriba, CH 2) y la corriente de desalinización (imagen de arriba, CH 3). Dos canales adicionales albergan el electrolito y la molécula redox (imagen de arriba, A). Estos canales están efectivamente separados por una membrana de intercambio catiónico (CEM) o una membrana de intercambio aniónico (AEM).
En CH 4, los electrones se suministran desde el cátodo a la molécula redox, extrayendo el Na + que difunde del CH 3. La molécula redox y el Na + luego se transportan al CH 4, donde se suministran electrones al ánodo desde las moléculas redox, y Se permite que Na + se difunda en CH2. Bajo este potencial general, los iones Cl- se mueven desde CH3 a través del AEM hasta CH2, formando la corriente de salmuera concentrada. En consecuencia, el CH 3 genera la corriente de agua dulce.
“Podemos controlar el tiempo de residencia del agua de mar entrante para producir agua potable operando el sistema en un solo paso o en modo por lotes”, dijo Maclean.
Fuente: Agencia ID.
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