Des de propostes més aviat lúdiques fins a d'altres de caire més acadèmic, es constata que les maneres de generar electricitat són quasi infinites i que se'n pot crear gairebé arreu. Al marge de llur viabilitat com a possibles fonts d'energia en un futur, examinem aquí dues d'aquestes propostes.
Contents
El Mud Well
El Mud Well o pou de fang és un projecte, a mig camí entre la instal·lació artística i la investigació biològica, de la dissenyadora neerlandesa Teresa van Dongen, en la que és de moment la seva incursió més recent en la utilització dels proteobacteris del gènere Geobacter com a possible font d'electricitat per a ús humà: n'ha fet d'altres, com podreu veure a la seva pàgina web.
Aquesta actuació la trobem dins un pou d'aigües estantisses (d'aquí el nom), format en un cràter de la Segona Guerra Mundial a l'illa de Terschelling, a Frísia (Països Baixos). Gràcies a la instal·lació d'una mena de tub-telescopi es pot assistir a la generació de formes lluminoses calidoscòpiques provocades per l'activitat dels geobacteris, microorganismes que poden purificar les aigües alhora que excreten electrons, i que són abundants en sòls fangosos de rius i llacs. Van Dongen, biòloga de formació, assegura que en aquest pou en concret hi ha trobat un dels ecosistemes de geobacteris més vigorosos que ha vist des que va començar a estudiar aquests microorganismes l'any 2016, en col·laboració amb el Centre d'Ecologia i Tecnologia Microbiana de la Universitat de Gant (Flandes).
Imatge del cràter de l'illa de Terschelling, a Frísia. La seva riquesa en geobacteris pot ser deguda a l'abundància de material orgànic i al fet que es troba aïllat d'aigües fluvials o marines, cosa que el fa del cràter un sistema biològic i ecològic pràcticament tancat (© Fotografia de Nichon Glerum)
Un dels extrems del tub-telescopi, de secció pentagonal, és submergit al llim del pou, i l'altre es troba a l'alçada dels ulls del visitant; quan hom mira pel tub, veu coses com les de la imatge següent:
Imatge del visor del tub-telescopi que constitueix l'actuació Mud Well, instal·lada en el decurs de l'Oerol Festivalde juny de 2019 (© Fotografia d'Alex Hamstra)
Teresa van Dongen es planteja ara si la seva instal·lació podria trobar aplicació com a producte per a les necessitats humanes, en forma de làmpada que incorpori microorganismes per proporcionar llum sense cap font externa d'electricitat.
Val a dir que en aquest cas, i a diferència del que ocorre en el cràter de Terschelling, que és autosostenible, un llum domèstic de geobacteris necessitaria ser nodrit regularment pel seu propietari, amb aigua i una culleradeta de vinagre un cop a la setmana, subministrades amb una xeringa. La biòloga i dissenyadora no creu que això constitueixi cap impediment seriós, sinó que més aviat serviria per crear un vincle més estret entre l'objecte (vivent al capdavall) i el seu amo. Assegura a més que amb una alimentació correcta i regular, un llum d'interior amb geobacteris pot durar indefinidament.
Ella mateixa diu haver creat, al cap dels anys de dedicar-se a la recerca sobre aquests organismes, el seu propi tipus de bateria bacteriana, capaç d'emmagatzemar l'energia de bacteris electroactius.
Conversió energètica mitjançant nanocapes de metall. B#33|20/12/2019*
Aquest és el nom de l’estudi publicat per investigadors del California Institute of Technology (Caltech) i de la Northwestern University (a Illinois, EUA), en què mostren una nova manera de produir electricitat de baix cost i sense recórrer a fonts energètiques fòssils, només amb aigua i metalls poc costosos i de fàcil obtenció.
Investigadors d¡aquestes dues institucions han aconseguit produir electricitat tot just fent lliscar aigua per sobre de capes ultrafines de metalls poc costosos, entre els quals el ferro, gràcies a llur oxidació. Aquestes làmines o pel·lícules metàl·liques podrien obrir el camí cap a noves formes de producció elèctrica sostenibles i econòmiques. La troballa va ser publicada l’agost de 2019 a l’article “Energy Conversion via Metal Nanolayers”, a la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS, Estats Units).
El nou mètode produeix tensions i corrents comparables als de dispositius basats en grafè o en nanotubs de carboni, que tenen una eficàcia propera al 30%, però a diferència d’aquests, la fabricació d’aquest nou sistema es pot dur a terme en una sola etapa, amb un sol material i a partir d’elements abundants a la Terra. Aquesta simplicitat una posada en funcionament ràpida i econòmica del dispositiu resultant, així com una fàcil escalabilitat. La Northwestern ha presentat ja la corresponent sol·licitud de patent.
Entre els metalls estudiats, els investigadors van constatar que el ferro, el níquel i el vanadi eren els més eficaços ; van assajar també amb una mostra de rovell pur, a manera d’experiment de control, que no va produir cap corrent.
El mecanisme darrere la producció de corrent implica l’absorció i la desorció de ions: els que hi ha presents a l’aigua de pluja o aigua salada atreuen els electrons presents al metall, sota una capa d’òxid; a mesura que l’aigua va lliscant, també ho fan els seus ions i arrosseguen amb llur atracció els electrons del metall, cosa que produeix corrent elèctric.
El mètode utilitza deposició física de vapor d’aigua sobre substrats rígids o semiflexibles que poden escalar-se fins a superfícies tan grans com es desitgi. Pel que sembla, a més del flux de les gotes d’aigua per les nanocapes metàl·liques, també hi ha una certa generació de corrent a causa del flux lineal de diferents gradients de salinitat o del flux oscil·latori d’un líquid de salinitat constant.
En l’experiment les nanocapes de ferro, níquel o vanadi (d’entre 10 i 30 nanòmetres) van produir voltatges d’unes quantes desenes de mil·livolts i densitats de corrent d’uns quants microamperes per centímetre quadrat, amb velocitats de flux aquós de tot just alguns centímetres per segon. L’experiment suggereix que en el procediment hi té un paper important la transferència d’electrons dins els òxids de ferro, níquel i vanadi, ja que llur oxidació tèrmica comporta diversos estats d’oxidació metàl·lica d’aquests elements, mentre que nanocapes d’altres materials que es van emprar com a control, per exemple d’alumini o crom, es van mostrar quasi improductives en termes de corrent elèctric, atès que llur oxidació tèrmica deriva en òxids pràcticament inactius enfront ulteriors processos d’oxidació i reducció, en les condicions de l’experiment si més no.
Autors
Redactat per: Alfonso Martínez Jaume
Per saber-ne més: Mud Well, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) [PDF]
Informació relacionada
- Mud Well . Obre en una nova finestra.
- Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) [PDF . Obre en una nova finestra.]
