El espesor de una membrana ultrafina de carbono es el equivalente a una molécula. Sin embargo, puede producir cien veces más energía del agua de mar que las mejores membranas que se utilizan en la actualidad.
Fue desarrollada por un grupo de químicos de la Universidad de Leiden, en los Países Bajos y promete ser uno de los mayores avances en la búsqueda de fuentes alternas de energía que contribuyan en la lucha contra el cambio climático.
Para crear la nueva estructura, los investigadores Xue Liu y Grégory Schneider extendieron una gran cantidad de moléculas aceitosas en una superficie de agua, los cuales forman una película delgada. Al calentar la película, las moléculas se bloquean y crean una membrana estable y porosa.
Xue Liu asegura que el compuesto se puede adaptar para requisitos específicos: «La membrana que hemos creado tiene solo dos nanómetros de grosor y es permeable a los iones de potasio. Podemos cambiarle las propiedades utilizando un bloque de construcción molecular diferente. De esa manera podemos adaptarla a cualquier necesidad«.
Een nieuw soort membraan dat wel honderd keer meer energie ⚡️⚡️kan opwekken uit zeewater dan conventionele membranen.
Die spectaculaire ontdekking publiceren Xue Liu en Gregory Schneider vandaag in @NatureNano:https://t.co/Ru8YmMDMGW— Leiden Science (@LeidenScience) March 9, 2020
Propiedades de generación
Cuando el agua dulce y salada se encuentran ocurre un intercambio de sal y otras partículas. Una membrana colocada en agua puede aprovechar la energía de las partículas que se mueven de un lado a otro. Un proceso similar se puede utilizar para desalinizar el agua de mar.
La cantidad de energía generada es inversamente proporcional al grosor de la membrana y directamente proporcional a su porosidad. La membrana desarrollada por los científicos de Leiden está basada en carbono, por lo cual es porosa y delgada. Por esas propiedades puede producir más energía que las membranas actuales, que son porosas o delgadas, pero no ambas.
Como resultado, la estructura tiene una capacidad de generación hasta cien veces mayor en comparación con las membranas clásicas y los prototipos conocidos en la literatura científica.
Similar al grafeno
La nueva membrana ultrafina de carbono es similar al grafeno: una gran estructura plana compuesta solo de átomos de carbono. Pero según Grégory Schneider, su estructura está en una categoría completamente diferente.
«Al hacer una membrana muchos investigadores comienzan con grafeno, que es muy delgado, pero no poroso. Luego intentan perforarlo para hacerlo más permeable. Nosotros hemos hecho lo contrario. A partir de moléculas de moléculas pequeñas fuimos construyendo una membrana porosa más grande. En comparación con el grafeno, contiene imperfecciones, pero eso es lo que le otorga propiedades especiales», explicó Schneider.
La membrana combina lo mejor de ambos mundos. «Gran parte de la investigación en este campo se centró en la creación de mejores catalizadores, las membranas eran como un callejón sin salida, pero este descubrimiento abre muchas posibilidades para la generación de energía, la desalinización y la construcción de celdas de combustible mucho más eficientes», agregó.
Los investigadores publicaron sus hallazgos en la revista especializada Nature Nanotechnology.
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