MADRID, 19 Nov. (EUROPA PRESS) -
Un equipo internacional de científicos están desarrollando una forma de utilizar la luz solar para producir vapor de agua y otros vapores sin llevar un líquido a la temperatura de ebullición, según publica 'ACS Nano', revista de la Sociedad Americana de Química. Este hallazgo tiene potenciales aplicaciones, sobre todo para zonas en desarrollo, como en el uso de dispositivos baratos y compactos de purificación de agua potable, esterilización de instrumentos médicos y desinfección de aguas residuales.
Las nanopartículas metálicas (de un tamaño tan pequeño que un total de mil de ellas equivalen a un cabello humano) absorben gran cantidad de luz, lo que provoca un dramático aumento en su temperatura, informan los investigadores, de la Universidad de Rice, en Texas (Estados Unidos).
Esa capacidad de generar calor ha fomentado el interés de los científicos por el uso de nanopartículas para distintas aplicaciones, como el tratamiento fototérmico de ciertas formas de cáncer, con la liberación del fármaco a través de láser o la bioimagen de nanopartículas mejorada.
Las nanopartículas iluminadas por la luz pueden subir rápidamente a temperaturas superiores a 212 grados Fahrenheit (100º C), punto de ebullición del agua. El vapor se forma alrededor de la superficie de cada nanopartícula, miles de millones de las cuales se pueden transformar en agua u otros líquidos y, Finalmente, el vapor se escapa de la partícula, formando nanoburbujas que flotan en la parte superior de la superficie y escapan como vapor de agua, vapores de etanol en el caso de la destilación de alcohol de las bebidas o de combustible u otros vapores.
Los autores probaron el uso de esta técnica para medir y documentar la generación de vapor en soluciones de agua iluminadas por la luz solar que contienen diferentes tipos de nanopartículas. Una solución de sus investigaciones contenía dióxido de silicio con nanopartículas de oro y otras nanopartículas de carbono, que empezaron a producir vapor entre los 5 y 20 segundos después de que brillara la luz solar sobre las soluciones.
La solución de nanopartículas de oro produjo vapor en pequeñas ráfagas "microexplosivas", por lo que los científicos usaron estas nanopartículas para destilar el alcohol del agua y tener rendimientos más altos de alcohol que los que se hubieran producido por la ebullición de la solución. El 82 por ciento de la luz solar absorbida por las nanopartículas generó directamente vapor.
La eficiencia energética global del proceso de generación de vapor fue del 24 por ciento sin que los científicos hicieran ningún esfuerzo para optimizar el proceso. "Estos resultados indican claramente que la generación de vapor solar es un proceso que tiene un gran potencial para su uso en una amplia variedad de aplicaciones de la energía y la sostenibilidad ", afirman los autores en su informe.
"Con un mayor desarrollo, este enfoque puede ser adaptable a presiones más altas y otros fluidos de trabajo para impulsar las turbinas en aplicaciones solares de captación de energía. Este enfoque también puede ser modificado para captar energía radiante procedente de fuentes distintas del sol, por ejemplo, para la captura de la energía residual de fuentes geotérmicas, residencial o biológica", añaden los expertos.
