Investigadores de la EPFL han creado una nueva membrana utilizando nanoporos recubiertos de lípidos que aumenta la eficiencia de la producción de energía azul a partir de la mezcla de agua salada y agua dulce. La innovación permite que los iones pasen de manera más fluida, generando hasta tres veces más potencia que las tecnologías existentes. Este avance podría hacer de la energía osmótica una fuente renovable más viable.
La energía azul, o energía osmótica, genera electricidad a partir de la mezcla natural de agua salada y agua dulce. Los iones del agua salada se desplazan a través de una membrana selectiva de iones hacia el agua dulce, creando un voltaje que puede convertirse en potencia. Sin embargo, los sistemas anteriores tenían problemas con el transporte lento de iones y una pobre separación de cargas en las membranas. nnUn equipo del Laboratorio de Biología a Nanoescala de la Escuela de Ingeniería de la EPFL, dirigido por Aleksandra Radenovic, abordó estos problemas recubriendo nanoporos con moléculas de lípidos. Estos recubrimientos forman liposomas que reducen la fricción dentro de los poros. Las cabezas hidrofílicas de las bicapas lipídicas atraen una fina capa de agua, impidiendo el contacto directo de los iones con la superficie del poro y permitiendo un paso más fluido. nnLos investigadores fabricaron una membrana de nitruro de silicio con 1.000 nanoporos en forma de estalactita dispuestos en un patrón hexagonal. Las pruebas en condiciones que simulan la mezcla de agua de mar y agua de río arrojaron una densidad de potencia de 15 vatios por metro cuadrado, dos a tres veces superior a las tecnologías actuales de membranas poliméricas. nn«Nuestro trabajo combina las fortalezas de dos enfoques principales para la obtención de energía osmótica: membranas poliméricas, que inspiran nuestra arquitectura de alta porosidad; y dispositivos nanofluidicos, que utilizamos para definir nanoporos altamente cargados», dijo Radenovic. Los hallazgos, publicados en Nature Energy, también contaron con el apoyo en imagenología del Centro Interdisciplinario de Microscopía Electrónica de la EPFL. nnEl investigador del LBEN Tzu-Heng Chen señaló: «Al mostrar cómo un control preciso sobre la geometría de los nanoporos y las propiedades de la superficie puede remodelar fundamentalmente el transporte iónico, nuestro estudio lleva la investigación de la energía azul más allá de las pruebas de rendimiento y hacia una verdadera era de diseño». nnEl primer autor, Yunfei Teng, destacó el potencial más amplio: «El comportamiento de transporte mejorado que observamos, impulsado por la lubricación por hidratación, es universal, y el mismo principio puede extenderse más allá de los dispositivos de energía azul». nnEste desarrollo combina un diseño de membrana escalable con una ingeniería nanofluidica precisa, avanzando la energía osmótica hacia aplicaciones prácticas.»,
