Investigadores de la Universidad de Nueva York (NYU) han creado un nuevo sistema que puede solucionar el problema cada vez más acuciante de la falta de agua potable. Su nueva desalinizadora no solo convierte el agua de mar en agua potable de manera más eficiente que otros métodos, sino que además puede crear y almacenar energía durante el proceso.
Tanto la OMS como la Agencia Europea del Medioambiente coinciden: tenemos problemas con la escasez de agua y la cosa va a peor. El estrés hídrico de España es insostenible y, si se confirman algunos de los pronósticos, en el año 2030 el 65% de la población española tendrá problemas con el abastecimiento de agua. De ahí que científicos e ingenieros lleven ya años buscando soluciones para potabilizar el agua del mar.
El nuevo sistema es una vuelta de tuerca a la desalinización por flujo redox (RFD), una técnica electroquímica que se emplea habitualmente para el almacenamiento de energía y que además es capaz de convertir el agua de mar en agua potable. Sus creadores aseguran que su sistema ofrece una mejora del 20 por ciento en la tasa de eliminación de sales y una sustancial reducción en el uso de energía.
“Al integrar a la perfección el almacenamiento de energía y la desalinización, nuestra visión es crear una solución sostenible y eficiente que no solo satisfaga la creciente demanda de agua potable, sino que también abogue por la conservación del medio ambiente y la integración de las energías renovables”, declaró el Dr. André Taylor, jefe del equipo que ha realizado este descubrimiento y autor principal del artículo publicado en la revista Cell Reports Physical.
Cómo funciona
El sistema toma el agua de mar entrante y la canaliza en dos vías distintas: una dedicada a la salinización y la otra a la desalinización. También cuenta otros dos canales más que contienen el electrolito y la molécula redox, separados por una membrana de intercambio catiónico (CEM) o una membrana de intercambio aniónico (AEM).
Estos canales facilitan las reacciones electroquímicas, que dan lugar a la extracción de iones sodio y la generación de agua dulce. “Podemos controlar el tiempo de residencia del agua de mar entrante para producir agua potable haciendo funcionar el sistema en una sola pasada o por lotes”, explica Stephen Akwei Maclean, uno de los autores del estudio.
Maclean es también el responsable del diseño de la arquitectura del sistema. El investigador se ha servido de las técnicas avanzadas de impresión 3D que le proporciona el Maker Space de la NYU para desarrollarlo.
Una batería tan grande como haga falta
La mezcla de agua salada y dulce en el sistema también hace que la energía química almacenada puede convertirse en electricidad. De esta manera, la desalinizadora se transforma en una batería que puede almacenar el exceso de energía de fuentes solares y eólicas y liberarla cuando caiga la producción eléctrica o cuando se necesita energía adicional.
La gran ventaja de este sistema es su escalabilidad y seguridad. El dispositivo no tiene límite en la capacidad de almacenamiento de energía, ya que es modulable y se puede hacer tan grande como haga falta. Además, funciona en un amplio rango de temperaturas y no se degrada.
Los investigadores admiten que aunque es necesario seguir investigando, la integración de las baterías de flujo redox con las tecnologías de desalinización mejora la eficiencia y fiabilidad del sistema. Esto, dicen, lo convierte en un avance significativo ahora que la necesidad de métodos de desalinización innovadores y eficaces es más crucial que nunca.