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Científicos de la Universidad de Valencia han realizado un experimento por el cual convierten la madera en electricidad utilizando la biomasa de lignina residual. A través de un proceso de reestructuración molecular, encontraron que se podía generar alta capacidad termoeléctrica y que ésta podría ser utilizada como energía renovable y sostenible para contribuir con las metas 2050.
Los bosques de hoy son las baterías del futuro
Un equipo coordinado por el profesor del Departamento de Química Física de la UV e investigador en el Instituto de Ciencias de los Materiales Mario Culebras, y Maurice Collins, profesor de la Universidad de Limerick, desarrollaron un proyecto que optimiza la energía residual de baja calidad.
Utilizando la lignina, un subproducto derivado de la industria del papel, y elemento fundamental de la madera en electricidad, observaron que ofrecía una mayor capacidad de elevar la termoelectrictricidad iónica, más que ningún otro componente conocido hasta la actualidad.
Los resultados del proyecto evidencian que seleccionando diferentes tipos y concentraciones de electrolitos e impregnando en hidrogeles de lignina, el comportamiento derivaba en mayor amplitud y potencia energética.
Las conclusiones arribadas indican que la conversión de la madera en electricidad puede ser una gran fuente de nueva energía para enfrentar los desafíos del cambio climático y ofrecer una nueva alternativa de energía renovable, sostenible y biodegradable a partir de desechos orgánicos.
Fundamentos del nuevo estudio que convierte la madera en electricidad
El estudio demuestra que la recolección de energía térmica de baja calidad (LGTE), que constituye más del 50% del calor residual mundial, puede ser una tecnología innovadora que aborde los problemas energéticos actuales y a futuro relacionados al cambio climático.
La utilización de materiales termoeléctricos iónicos (i-TE) ha resultado muy conveniente para obtener mayor grado de voltaje con pequeñas diferencias de temperatura, combinados con elementos residuales de la madera en electricidad.
El experimento modificó la composición del hidrogel convencional fabricado a partir de polímeros derivados del plástico, por ser un elemento de alta toxicidad y, por lo tanto, peligroso para el medio ambiente, y lo reemplazó por hidrogeles compuestos por lignina.
La lignina: el residuo potencial de la madera en electricidad
La lignina, componente esencial para convertir a la madera en electricidad y un desecho hasta aquí poco valorado, comenzó a cobrar una importancia superlativa al contar con una estructura molecular única y abundantes compuestos fenólicos atractivos para conducir energía.
Los resultados del proyecto publicados en la revista Advanced Composites and Hybrid Materials (IF=20) afirman que los hidrogeles derivados de lignina mejoran la conductividad iónica y el coeficiente de Seebeck por su excelente capacidad de absorción de los electrolitos.
Complementariamente se demostró que el hidrogel derivado de lignina infiltrado con electrolito de KOH 6 M mostró una alta conductividad iónica (226,5 mS/cm), una conductividad térmica más baja (0,29 W/m·K) y un Coeficiente de Seebeck superior de 13 mV/K.
Posteriormente, alcanza un factor de potencia excepcional de 3831 µW/m·K 2 y una excelente figura de mérito ZTi = 3,75, superior a la mayoría de los materiales termoeléctricos iónicos reportados hasta ahora, lo que confirma el potencial de la madera en electricidad.
Plantar árboles para el futuro energético
Las evaluaciones realizadas por los integrantes del proyecto son alentadoras para contribuir con nuevos recursos que generen distintas alternativas de energías sostenibles y sustituyan la dependencia a los fósiles y la emisión de carbono.
El objetivo es utilizar residuos, que a través de procedimientos optimizados y la combinación con los iones y electrolitos adecuados, se pueda mejorar el rendimiento de la madera en electricidad de mayor voltaje para ofrecer energía a dispositivos cotidianos.
Algunos de los artefactos eléctricos considerados por el experimento para alimentar con electricidad residual pueden ser sensores de alarmas, sistemas de comunicación inalámbrica y dispositivos portátiles. Es un buen comienzo para proyectar esta energía que convierte la madera en electricidad apta para el uso a mayor escala. Una energía que favorece la salud del planeta.
