Translate

dijous, 8 de novembre de 2012

Aigua, vida i energia.

   Benentesos tots. L'hidròlisi es podria dir que és la base de la vida actual a la terra. La major part de la vida es basa en l'oxigen, i tot l'oxigen que tenim ha vingut de l'hidròlisi de l'aigua. Les plantes i cianobacteris l'han estat fent durant milions d'anys per a poder separar l'hidrogen contingut en l'aigua, i emmagatzemar-lo en els hidrocarburs que formen la seva estructura i els guarden energia, l'oxigen l’alliberen com a residu per a benefici dels demés éssers. Es pot fer de formes molt diverses, les plantes fan la fotòlisi  gràcies a 4 àtoms de Manganès i un de Calci que té la metaloenzima del complex proteic PS2 (fotosistema 2), i nosaltres intentem imitar-les. Però la que solem fer és la elèctrica o electròlisi, separant l'hidrogen de l'aigua al fer-la reaccionar amb elèctrodes metàl·lics pels quals circula corrent.

   Si s’aconseguís obtenir, emmagatzemar i transportar aquest hidrogen amb una bona eficiència ja no hi hauria cap problema energètic. Disposar d'hidrogen abundant permetria moure vehicles i tota mena de motors d'explosió o elèctrics amb gran eficàcia. L'emmagatzematge de l'hidrogen és potser el punt clau, tot i que és perillós, no tindria perquè ser-ho gaire més que el de la gasolina, però encara no està prou resolt, requereix altes pressions i materials especials.


   Hi ha molta investigació però es fan poques coses. No fa gaire circulaven autobusos elèctrics que funcionen amb hidrogen per Barcelona (hi són des del 2003, i potser us van dur al fòrum), però ara ja no. Als EUA ja han fet moltes probes amb vehicles d'explosió que funcionen amb hidrogen  i sembla que van força bé, són vehicles normals adaptats que poden funcionar amb hidrogen, o metà, o una barreja dels dos gasos. El gas metà, anomenat també GNV o GNC, és "gas natural", el que surt pels fogons de la cuina vaja. Si busqueu segur que trobeu cotxes a la venta que funcionen amb GNV, molt menys contaminants, fa molt que els venen. De fet, fa uns vint o trenta anys molts taxis duien aquest sistema per Barcelona doncs és més econòmic que la gasolina.
   El metà o gas natural és el gas que fan, per exemple, els pets de les vaques, o el que surt de les plantes de tractament d'aigua (ETARs). Per tant, és renovable. Si heu vist alguna ETAR (els que vagin amb tren des de Terrassa a Sant Cugat segur), potser us heu fixat que sempre crema una gran torxa alimentada pel metà. El metà té molts avantatges sobre la gasolina per fer anar un vehicle, al ser una combustió molt més neta, no embruta tant el motor, no necessita olis ni anticongelants, i sobretot pels ciutadans que han de respirar al voltant, només produeix CO2 i H2O, el mateix que exhalem amb cada respiració. Si bé fora millor usar hidrogen amb la seva forma diatòmica, que només expulsaria aigua pel tub d'escapament, el metà és molt més fàcil d'usar en un vehicle, i molt més segur de transportar en una bombona a pressió.
   Oju, no només surt dels pets el metà, també dels abocadors, dels arrossars, pantans, d’aquí, de tot arreu on la matèria orgànica es descomposi, la qüestió és que el metà té un gran poder d'efecte hivernacle o sigui que cremant-lo fem un cert benefici al planeta.

ETAR methane flame.
   Així doncs tenim que l’hidròlisi seria una bona solució per obtenir hidrogen, un bon combustible i un bon vector energètic, doncs es pot tornar a convertir en electricitat gracies a les piles de combustible. Es podria usar energia renovable, eòlica, solar, per fer electricitat que amb l’electròlisi  s'emmagatzemaria en forma d'hidrogen. Però transportar-lo fins a totes les gasolineres seria perillós, el problema principal que té és la dificultat d'emmagatzemar-lo i transferir-lo, no us avorriré amb tots els detalls, però cal tenir en compte que és l’àtom més petit que hi ha, li és fàcil d'escapar-se fins pel forat més petit, i també és força reactiu, es combina fàcilment amb altres materials. Així que hi ha una solució, convertir-lo en metà*, el metà és una molècula més gran i poc reactiva, fàcil de manipular.
  *es pot fer de vàries formes, com revertint les cèl·les de combustible SOFC, o amb aquest altre sistema.
Un cop tenim metà hi ha diverses formes d'emmagatzemar-lo, evitant coses com Castor, http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=108390
  Però encara millor: convertir-lo directament a metanol (combustible LíQUID usat durant molt temps) . De fet aquest sistema parteix d'hidrògen, no cal emmagatzemar metà, i els vehicles actuals hi funcionen sense modificacions. Es pot fer totalment renovable http://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_Recycling_International http://en.wikipedia.org/wiki/Methanol_economy

El transport
   El que sí que es veu per Barcelona són els autobusos de gas natural (metà, per no fer propaganda). Els fans dels EV (vehicles elèctrics), ens preguntem si no seria millor apostar d'entrada pels elèctrics. Però a nivell pràctic veig que hi ha avantatges sobre un EV: 
    -Recàrrega de gas immediata en front del temps de recàrrega de les bateries (més o menys llarg, però sempre mesurat en hores)
    -Les bateries es gasten amb el temps, inevitablement es fan mal bé. Un contenidor de gas no.
    -El metà es pot adaptar a la majoria de vehicles sense gaires modificacions. Posar bateries i un motor elèctric a un cotxe és més car que un de nou.

   Avui dia és possible, amb alguns ajustos al motor, convertir qualsevol vehicle d'explosió que usi gasolina, en un que utilitzi metà. Les petroleres extreuen metà del subsòl. Les empreses de compostatge, ETARs, abocadors, vaques... produeixen metà, en podríem produir també des de l'hidrogen de l'aigua amb energies renovables; el metà no discrimina ningú, fins i tot les petroleres se'n beneficiarien doncs en són les majors productores. El futur podria estar mogut literalment pels pets de les vaques, potser és lleig però millor que per la sang d'iraquians. Però clar, és més fàcil fer servir petroli, i ho serà sempre fins que realment s'acabi.
   Ara bé, realment és tan més fàcil obtenir petroli, que obtenir hidrogen? Per la electròlisi cal electricitat, una planta solar no és quelcom massa complicat de gestionar, les eòliques potser una mica més, però un pou d'extracció que perfora  a quilòmetres sota terra i bombeja líquids i gasos inflamables diria que és força més complex que un panell solar o un molí de vent. Per a fer la hidròlisi també calen elèctrodes que es van gastant i s'han de renovar però no crec que sigui més costós que el que es fa en una refineria de petroli.
   No es fa perquè no es vol, perquè el sistema ja està muntat. Si demà desapareixen les refineries i s'acaba el petroli, el més immediat que tenim és el metà.
  
   I les reserves naturals de metà són tant abundants com perilloses. Resulta que al fons del mar i al permafrost, sota la tundra glaçada siberiana, hi ha quantitats ingents de metà. Aquest està començant a escapar-se del mar i la tundra degut a que s'estan escalfant lleugerament, permetent que surti a la superfície. Si recordeu, us he dit que el metà és un potent gas d'efecte hivernacle, contribuint alhora a escalfar el planeta (mar i tundra inclosos), creant així una reacció en cadena força perillosa. Si no hi ha remei per l'escalfament del planeta, almenys hauríem de mirar de capturar aquest metà que s'escapa, utilitzant-lo al nostre favor, perquè no, cremant-lo. Cal tenir en compte que el metà, com a biogàs, és un recurs renovable, igual que l'alcohol o bioetanol, si s'extreuen de plantes o matèria en descomposició el CO2 es recicla contínuament fent un balanç neutre.

   En definitiva, abans de que arribin els vehicles elèctrics i inclús desprès, els fans dels cotxes d’explosió haurien de poder seguir gaudint d'ells sense causar greus problemes de contaminació, ni necessitar extreure combustibles fòssils de llocs en guerra, fins i tot diuen que es podrà fabricar gasolina.
   Just ahir era notícia que els vehicles elèctrics es queden sense subvencions. A més afegien que l'estat no ho pot assumir perqué valen tres vegades el preu d'un vehicle normal. Només puntualitzar que no te res a veure el preu que costa fabricar-los al preu que realment es venen. L'únic component més car són les bateries, i Renault per exemple, ofereix la possibilitat de llogar-les en comptes de comprar-les.


Mites aigualits.
  
   Aquí només voldria esclarir alguns mites sobre la electròlisi: n'hi ha dues modalitats bàsiques, una és la que ensenyen a l'escola, y l'altre és similar però els dos gasos resultants surten junts. La segona té moltes utilitats doncs així aconsegueixes una barreja estequiomètrica perfecte, però també té molts noms i mites. D'aquesta barreja se’n diu gas oxhídric, gas de Brown, HHO, gas de Rhodes, Xogen, Joe cell... i alguns diuen que si s'aplica la correcta "freqüència de ressonància de l'aigua" es pot aconseguir una eficàcia energètica d’hidròlisi immensa, que quasi desafia la llei de conservació de l'energia. La ventatge d'això seria que podriem posar aigua directament al dipòsit del cotxe. Però francament, l'aigua és el bé més preciat que tenim després de l'aire, no sé si fora convenient que entri en aquest mercat. Bé, qui s'hi vulgui entretenir que ho faci, però no ho trobo necessari, com sempre, per energia immensa la del Sol i el vent, que ja sabem com aprofitar-les, només cal fer-ho bé.

El petroli s'acaba, però d'energia n'hi ha de sobres.

   D'energia a la Terra en tenim tanta que no podriem usar-la tota ni que volguèssim. Com ens podem estar preocupant per si se'ns acaba l'energia? Evidentment que els recursos naturals del planeta són limitats, però només cal alçar una mica la vista per sobre el melic i veurem lo privilegiats que som en el sistema solar, que ens envia energia per a fartar-nos, gratis i a domicili. Amb tot el que us he explicat espero que la següent entrevista no us sembli tan desoladora com al presentador, al menys heu vist que hi ha solucions, que l'entrevistat sembla esforçar-se a ometre: http://www.tv3.cat/videos/4325010/Antonio-Turiel-Condemnats-a-decreixer( li reconèc però que el decreixement o aturar el consumisme brutal d'ara serà inevitable en un món que, simplement, és finit, no creix )
\ i /
 
 / \