Un Master en energías renovables te abre las puertas a un futuro prometedor donde las nanopartículas desempeñarán un papel esencial. ¿Sabes por qué? Un equipo de investigadores de la Universidad de Drexel (Estados Unidos) asegura en un estudio que los nanomateriales serán la clave para salvar al planeta de la debacle medioambiental.
De esta manera, la ciencia ha avanzado hacia la optimización del almacenamiento de energía a través de nanopartículas. La investigación pone el acento sobre estos elementos, los más pequeños ideados por el ser humano. Lo sitúa para hacerte ver cómo su empleo será determinante para conseguir la sostenibilidad energética.
La revista Science ha publicado este informe donde un grupo internacional de investigadores analiza la gran oportunidad que ofrecen las partículas nanométricas. En concreto, examina el almacenamiento de energía que brindan estos elementos.
El Master en renovables es la puerta abierta a este tipo de hallazgos. Unos descubrimientos donde la creatividad espolea a la ciencia para idear materiales capaces de preservar el medio ambiente y asegurar la sostenibilidad energética.
Nanomateriales: pensar en pequeño para almacenar más
No siempre el sol nos regala su esplendor ni el viento sopla con fuerza. Por este motivo, se necesitan sistemas de capaces de almacenar energía para momentos de escasez. Las nanopartículas son la solución para asegurar esta reserva energética. Se trata de las partículas más pequeñas capaces de acopiar la mayor cantidad de energía.
De hecho, Yury Gogotsy, el autor principal del informe, emplea un símil para verter luz sobre el carácter intermitente de las energías renovables y la consiguiente necesidad de reservar esta energía.
El investigador compara las baterías con el granero de un agricultor. En este sentido, si este sistema de almacenaje no es lo suficientemente grande, será complicado atravesar un largo invierno. Así, Gogotsy incide que, en la actualidad, nos hallamos ante el desafío de edificar el silo o granero apropiado para nuestra cosecha. En este ámbito es donde los nanomateriales pueden contribuir, afirma el científico.
En esencia, conseguir que en el futuro la energía sea cien por cien sostenible radica en encontrar soluciones de almacenamiento a gran escala. Bien es cierto que a gran escala no es sinónimo de que estas ocupen mucho espacio, sino más bien al contrario.
Cuando el almacenamiento de energía es un problema
En este contexto, el almacenamiento de energía se perfila como el principal escollo para el aprovechamiento de las fuentes de energía renovables. Dado el carácter intermitente de estas fuentes energéticas, es preciso contar con sistemas capaces de acopiar el excedente energético.
La incorporación de nanomateriales, un proceso gradual
Los esfuerzos de los científicos en la última década se han centrado en la manipulación de materiales a nivel atómico para optimizar las baterías que alimentan los móviles inteligentes, los ordenadores portátiles y los vehículos eléctricos. Así lo detalla el estudio.
Además, Gogotsi explica que los mayores logros que se han alcanzado en el almacenamiento de energía en los últimos años se deben a la incorporación de nanomateriales. De esta manera, las baterías de iones de litio ya emplean nanotubos de carbono. ¿Con qué objetivo? Para que los electrodos de las baterías duren más y se carguen más rápido.
Asimismo, cada vez un mayor número de baterías emplean nanopartículas de silicio en sus ánodos para incrementar la cantidad de energía almacenada. En este sentido, la introducción de estos materiales se realizará de manera paulatina.
Así, veremos cómo las baterías se poblarán de materiales a nanoescala de forma gradual.
Las nanopartículas: piezas de Lego
Estas partículas se perfilan como piezas de Lego, tal y como revela Ekaterina Pomerantseva, coautora del artículo. La investigadora ahonda en la gran cantidad y variedad de nanopartículas con las que contamos en la actualidad.
Al igual que los bloques de Lego, necesitan que las situemos de una manera inteligente para lograr una estructura innovadora y con un rendimiento superior a cualquier dispositivo de almacenamiento existente hoy.
La nota diferencial de estas partículas, según comenta Pomerantseva, es que no sabemos cómo se pueden combinar para crear estructuras estables. Un reto que se antoja cautivador y emocionante.
Además, se esboza como un desafío para la comunidad científica, que lo observa como un desencadenante del pensamiento crítico y de la creatividad.
Las partículas más pequeñas frente a la toxicidad de otros materiales
El equipo de investigadores liderado por Gogotsi sugiere que determinados procesos de fabricación se actualicen. Asimismo, cree en la necesidad de continuar en la línea trazada hacia la investigación de la estabilidad de estos materiales a medida que incrementan su tamaño.
¿Te estás preguntando por qué, si esta tecnología es tan efectiva, aún no se está aplicando? La respuesta es porque es excesivamente cara. En este sentido, el coste de los nanomateriales en comparación con otro tipo de elementos es el principal obstáculo para su implementación.
Gogotsi declara que se necesitan técnicas de fabricación a gran escala y que supongan un bajo coste. Un método que ya se ha logrado para los nanotubos de carbono, como reflexiona y argumenta el investigador. Estos nanotubos se han fabricado ya de manera masiva para cubrir las necesidades de la industria de las baterías en China.
A ello se suma que la incorporación de estas pequeñas partículas implicará la supresión de ciertos elementos tóxicos que han sido esenciales en las baterías. Por ello, invitan a establecer estándares ambientales para el desarrollo futuro de nanomateriales.
Gogotsi incide en la importancia de que la comunidad científica tenga en cuenta la toxicidad de los materiales de almacenamiento de energía. Una toxicidad que incluye tanto al ser humano como al medio ambiente, así como al supuesto de incendio accidental, vertido de los desechos o incineración.
Dado que las fuentes de energía renovables son de índole intermitente, el futuro demanda reservar los excedentes energéticos. Un papel que pueden desempeñar perfectamente las nanopartículas, siempre y cuando se alejen de su carácter dañino para el ser humano y el medio ambiente.
Por lo tanto, estudiar el Master en energías renovables te situará en una posición privilegiada ante estos desafíos medioambientales.
¿Te animas a emprender con nosotros este viaje plagado de retos?
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