Un nuevo dispositivo produce energía y agua limpia a la vez
Un equipo de ingenieros ha diseñado un sistema capaz de generar electricidad y agua limpia simultáneamente mediante la luz solar. La nueva tecnología podría mitigar la escasez de energía y agua limpia en las regiones áridas y semiáridas de forma sostenible.
por María G. Dionis | | julio 2019
Recreación de una granja fotovoltaica que combina la generación de electricidad con la de agua dulce. / Wenbin Wang
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá de Thuwal, en Arabia Saudí, han logrado combinar en un único dispositivo la purificación de agua y la producción eléctrica con paneles solares. Los detalles de la innovación se han publicado en el último número de la revista Nature Communications.
La creciente demanda de agua limpia y de energía en el mundo es uno de los principales desafíos para el desarrollo sostenible. Por un lado, la producción de electricidad requiere grandes cantidades de agua. En zonas áridas como Arabia Saudí, más del 15 % de la electricidad que se produce se utiliza para producir agua dulce, debido a la escasez de este recurso, a partir de agua salada, aguas subterráneas contaminadas o aguas residuales industriales.
Para abordar estos problemas, el grupo científico liderado por Peng Wang combinó dos tecnologías ya existentes: la tecnología fotovoltaica de los paneles solares, que genera electricidad y la destilación de membranas, un proceso de purificación de aguas que puede funcionar con energía solar.
El dispositivo recicla el calor residual del panel solar y lo utiliza en el sistema de purificación
“Los paneles fotovoltaicos generan una gran cantidad de calor durante la producción de electricidad”, explica Wang a Sinc. Normalmente, este calor se disipa al ambiente, pero puede utilizarse como fuente de energía.
Reducción de costos
Para ello, los investigadores ensamblaron una unidad de destilación de membrana de etapas múltiples (MSMD, por sus siglas en inglés) en la parte posterior de un panel fotovoltaico.
Este sistema de destilación funciona a través de una membrana porosa que separa el agua contaminada de la limpia. Además, necesita calentar el agua para evaporarla y separarla de los contaminantes.
Al acoplar la unidad de membranas al panel fotovoltaico, “se recicla el calor residual del panel y se utiliza en el sistema de purificación”, detalla el investigador.
De esta forma, el dispositivo proporciona una gran tasa de producción de agua limpia al mismo tiempo que mantiene la eficiencia de la célula solar.
Según Wang, el principal beneficio del hallazgo es la reducción de costes, ya que ambas tecnologías comparten terreno y sistema de montaje. No obstante, advierte que aún existen barreras de ingeniería y tecnológicas que deben superarse antes de adoptar el sistema a gran escala. “Prevemos que podría llevarnos varios años llegar hasta allí”, concluye.
Referencia bibliográfica:
Wang, P et al. “Simultaneous production of fresh water and electricity via multistage solar photovoltaic membrane distillation”. Nature Communications (9 de julio de 2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10817-6.