Las aplicaciones de la nanotecnología en energías renovables-Una visión y comprensión integral •
Ahmed Kadhim Hussein Mostrar más
doi: 10101! " #rser$01%100$& 'btener los derechos y contenidos
(esumen Uno de los grandes retos tecnológicos en el siglo $1 es el desarrollo de tecnologías de energía renovable debido a graves problemas relacionados con la producción y uso de energía Una nueva )rea de investigación prometedora crece r)pidamente *ue se llama Las nanotecnologías se consideran hoy en día una de las opciones m)s recomendables para resolver este problema +sta revisión tiene como ob#etivo introducir varias aplicaciones importantes de la nanotecnología en los sistemas de energía renovable,ocumentos revisados incluyendo traba#os teóricos y eperimentales relacionados con las aplicaciones de la nanotecnología en solar. el hidrógeno. el viento. la biomasa. la geot/rmica y la energía de las mareas Una gran cantidad de literatura se revisó r evisó y resumió cuidadosamente en unas tablas *ue sirven para dar una visión panor)mica sobre el papel de la nanotecnología en la me#ora de las diversas uentes de energías renovables reemos *ue este traba#o puede ser considerado como un importante puente entre la nanotecnología y todo tipo de energías renovables disponibles ,esde el otro lado. se necesitan m)s investigaciones para estudiar el eecto de la nanotecnología para me#orar la industria de las energías renovables. especialmente en energía geot/rmica. eólica y las energías de las mareas. ya *ue los papeles disponibles en estos campos son limitadas
2alabras clave • • • •
La nanotecnología 3 4ano-energía 3 (evisión de la literatura 3 +nergías renovables
4omenclatura 5ímbolo
,escripción Unidad LA
)rea de la placa de absorción 6+c 789 789 7m $ 9 Un
c
)rea de supericie de colector solar 6+c 7$9 7$9 7m $ 9 C
e
calor especíico eica; de los nanoluidos 6+c 789 789 7<= "
9 F
R
actor de eliminación de calor del colector 6+c 7$9 7$9 G
T
la irradiación solar global 6+c 789 789 YO
actual 6+c 719 7A9 YO
la radiación solar global 6+c 7$9 k
conductividad t/rmica de la nanoluid 6+c 719 719 7? " m K9 l
Longitud 6+c 719 7m9 m
tasa de lu#o m)sico del luido de traba#o 6+c 789 789 7ml " h9 T
1
temperatura del alambre en la condición inicial 6+c 719 719 7> 9 T
1
temperatura de entrada del luido de traba#o 6+c 789 789 7> 9 T
$
temperatura del alambre en la condición inal 6+c 719 719 7> 9 T
$
temperatura de salida del luido de traba#o 6+c 789 789 7> 9 T
una
temperatura ambiente 6+c 7$9 7$9 7> 9 T
fi
@emperatura de entrada de luido de colector solar 6+c 7$9 7$9 7> 9 t
tiempo 6+c 719 7s9 U
L
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la radiación solar global 6+c 7$9 k
conductividad t/rmica de la nanoluid 6+c 719 719 7? " m K9 l
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tasa de lu#o m)sico del luido de traba#o 6+c 789 789 7ml " h9 T
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temperatura del alambre en la condición inicial 6+c 719 719 7> 9 T
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oeiciente global de p/rdidas de colector solar 6+c7$9 6+c 7$9 V
@ensión 6+c 719 719 79 5ímbolos griegos α
capacidad de absorción de 6+c 7$9 7$9
B transmisividad 6+c 7$9 7$9
C eiciencia del colector instant)nea 6+cs7$9 6+cs 7$9 y 789 789
1 Dntroducción La energía renovable puede ser deinida como un tipo de uentes de energía *ue puede ser proporcionan lu;. la electricidad y el calor sin contaminar el medio ambiente La generación de energía a partir de combustibles ósiles ha sido identiicada como la principal causa de la contaminación del medio ambiente La venta#a obvia de energía renovable es *ue no se re*uiere de combustible. lo *ue elimina la emisión de dióido de carbono +l problema energ/tico mundial actual puede ser devuelto a los suministros de combustibles ósiles y la insuiciencia de las emisiones de gases ecesivos resultantes de aumentar el consumo de combustibles ósiles 5e inormó *ue el consumo actual de petróleo ue de 10 E veces m)s r)pido *ue la naturale;a puede crear y en este enorme tasa de consumo. las reservas de combustibles ósiles en el mundo se ver) disminuida en $0E0 61 y 6$ Adem)s. es interesante mencionar *ue la demanda mundial de energía se prev/ *ue sea aproimadamente el 80 y el %! @? en $0E0 y $100. respectivamente 68 68 Los combustibles ósiles son el petróleo crudo. carbón y gas natural +llos no son renovables. una ve; *uemados *ue se han ido para siempre +stas uentes proporcionan m)s del F0G de nuestra demanda de energía. pero llevan un costo ambiental empinada 2or e#emplo. la concentración de ' $ en el medio ambiente han aumentado de 7$0-8&0 ppm9 en los Iltimos 1E0 aJos 5e espera *ue pase 7EE0 ppm9 en este siglo 6% 6% 5in embargo. debido a la enorme demanda de energía y la menor disponibilidad de combustibles ósiles hay un cambio hacia uentes de energía renovables +#emplos de estas uentes de
energía incluyen energía solar. eólica. biomasa. hidrógeno y las energías geot/rmicas +stas uentes limpias se pueden utili;ar en lugar de los combustibles ósiles convencionales y energía nuclear Hoy en día. hay un enorme inter/s en este tema. ya *ue se espera *ue proporcione el E0G de la energía primaria del mundo s en $0%0 2or otra parte. la energía renovable puede ser #ugar un papel crucial para reducir las emisiones de gases con el medio ambiente en un &0G durante $0E0 ,esde el otro lado. un nuevo campo de la ciencia crecido r)pidamente *ue se llama nanotecnología. tiene mucho y considerable atención en los Iltimos aJos debido a muchas aplicaciones de ingeniería y tecnológicos 2or e#emplo. los nano-materiales 7es decir. partículas con di)metros 100 nm9 se pueden usar para reducir el tamaJo de procesamiento de la inormación partes de dispositivos m)s usables. tales como tel/onos celulares y computadoras port)tiles Los cientíicos se reieren a este rango dimensional de 1 a 100 nm como la nano escala. y materiales en esta escala son llamados nanocristales o nanomateriales 2or lo tanto. esta reducción en el tamaJo conduce a reducir su energía re*uerida Adem)s. hay muchos beneicios *ue se pueden observar desde el diseJo de productos basados en nanotecnología para la energía renovable *ue son 6E 6E : : 719 Un aumento de la eiciencia de la iluminación y caleacción 7$9 Aumento de la capacidad de almacenamiento el/ctrico 789 Una disminución en la cantidad de contaminación de la energía utili;ando 7%9 La nanotecnología generar) $.E billones de dólares para $01E 2or otra parte. la nanotecnología se puede utili;ar para me#orar las uentes de energía renovables3 para la eiciencia energ/tica e#emplo viento se puede me#orar mediante el uso de la lu;. m)s uer;a nano-materiales para las palas del rotor +n energía de la biomasa procedente de la agricultura de precisión basados en nano para optimi;ar los cultivos utili;ados para producir biocombustibles 4anorecubrimientos pueden ser usados para prevenir la corrosión en e*uipos de energía de las mareas. mientras *ue los nano-materiales compuestos se utili;an para hacer *ue las m)*uinas de peroración en la energía geot/rmica m)s resistencia a la atiga +l presente traba#o tiene como ob#etivo introducir muchas
aplicaciones importantes de la nanotecnología en los sistemas de energía renovable ,ocumentos revisados incluyendo traba#os teóricos y eperimentales relacionados con las aplicaciones de la nanotecnología en solar. el hidrógeno. el viento. la biomasa. la geot/rmica y la energía de las mareas reemos *ue este traba#o puede ser considerado como un importante puente entre la nanotecnología y todo tipo de energías renovables disponibles 11 Mabricación y venta#as de la nano-materiales +l t/rmino NnanomaterialesN abarca una amplia gama de materiales incluyendo materiales nanocristalinos. nanocompuestos. los nanomateriales de carbono basado 7tales como nanotubos de carbono9 y los nanomateriales de metal basado 7tales como óidos de aluminio9 Hay tres m/todos generales de abricación de nano-materiales de la suspensión de nanopartículas en luidos de base +stos m/todos se pueden clasiicar de la siguiente manera 6! : 1La adición de )cido o base para cambiar el valor pH de la suspensión $ Adición de agentes y " o dispersantes tensioactivos para dispersar partículas en el lí*uido 8+l uso de la vibración ultrasónica +n general. los materiales pueden tener dierentes propiedades a nanoescala 7nanómetro es la milmillon/sima parte de un metro9 *ue lo hacen en un tamaJo m)s grande Algunos materiales se vuelven m)s uertes. aumento de la estabilidad m)s claro o me#or en la conducción de electricidad o calor o al rele#ar la lu; 'tros muestran dierentes propiedades magn/ticas o se vuelven *uímicamente activo de manera especial 6& La ra;ón de este comportamiento. ya *ue cuando los materiales tienen una o m)s de sus dimensiones ba#o 7100 nm9. a menudo ya no se aplican las reglas normales de la ísica y la *uímica omo resultado. muchos materiales a veces empie;an a mostrar las propiedades sorprendentes La uer;a de los nanomateriales. su capacidad para conducir la electricidad y la tasa de aumento de la reactividad de orma espectacular 2or e#emplo. programas de plata aumentó propiedades anti-microbianas. materiales inertes como el platino y el oro se convierten en catali;adores. mientras *ue los materiales estables como el aluminio se convierten en combustible +stas nuevas
propiedades descubiertas de materiales a nanoescala han abierto un emocionante campos de estudio y aplicaciones en )reas *ue pueden me#orar la calidad de la vida humana en los dos campos de la energía y la salud 6 2ara inormaciones m)s detalladas sobre los nanomateriales. el lector puede ir de nuevo a los artículos de revisión por 5uh et al 6F y 5avolainen et al 610 ,ispositivos de almacenamiento de energía. tales como baterías y sIper-condensadores pueden ser modiicadas signiicativamente por la aplicación de la nanotecnología Los materiales pueden ser diseJados utili;ando la nanotecnología para hacer los componentes pertinentes de las baterías de iones de litio se calientan electrodos resistentes. leibles y de alto rendimiento Almacenamiento de energía t/rmica tambi/n podría ser me#or me#orada usando materiales nano-poroso. como las ;eolitas. *ue podrían ser utili;ados como almacenamientos de calor en ambas regiones residenciales e industriales +lcoc< 611eplicó *ue los nanomateriales manuacturados pueden ser clasiicados de acuerdo a su m/todo de producción Algunos de ellos ueron producidos Nde arriba hacia aba#oN. como cuando un material a granel 7por e#emplo. oro. silicato9 se redu#o a una masa de partículas a nanoescala +ste m/todo se utili;a hoy en día en productos de protección solar 7nanopartículas de dióido de titanio9 y c/lulas solares 7nanopartículas de óido de aluminio9 +l segundo tipo de nanopartículas abricadas ueron construidos Nde aba#o hacia arribaN. )tomo por )tomo o mol/cula a mol/cula Ol arbitrado *ue las nanopartículas de este tipo eran aIn relativamente diícil y caro de abricar. pero tenían el potencial de aectar el desarrollo y uso de energía. el transporte. la electrónica. la abricación. y otras disciplinas Pao y hen 61$ eplica el papel de la nanotecnología en el desarrollo de tecnologías de energía renovable seleccionados +stas tecnologías incluyen 719 la conversión de la energía de la lu; solar directamente en electricidad utili;ando c/lulas solares3 7$9 convertir la energía solar en combustible de hidrógeno mediante la división del agua en sus componentes3 789 el almacenamiento de hidrógeno en ormas de estado sólido y 7%9 la utili;ación de hidrógeno para generar electricidad mediante el uso de c/lulas de combustible +staba claro *ue la nanotecnología podría habilitado dr)sticamente la energía renovable. para sustituir a los combustibles ósiles tradicionales. poco amigables con el medio ambiente en el uturo 5errano et al 618revisaron algunos avances de la nanotecnología para la producción de energía sostenible. almacenamiento y uso +n su opinión. se seleccionaron algunas contribuciones signiicativas en el solar. hidrógeno y baterías de nueva generación y supercondensadores omo e#emplos de las
contribuciones de la nanotecnología en el sector energ/tico 2resentaron las siguientes venta#as del uso de la nanotecnología en la energía sostenible: 1La eiciencia de la energía otovoltaica 729 las c/lulas solares se incrementaron. mientras *ue sus costos de producción de manuactura y electricidad se redu#eron a un ritmo sin precedentes $La producción de hidrógeno. almacenamiento y transormación en energía el/ctrica en c/lulas de combustible se han me#orado mediante el uso de materiales nanoestructurados +sto se produ#o mediante el aumento de la capacidad de adsorción de hidrógeno *ue llevó a hacer las c/lulas de combustible m)s eiciente y m)s barato Qrin
ambiente ,e su opinión. concluyó *ue si el campo de la nanotecnología me;cla con las uentes de energía renovables. se cumplieron los siguientes puntos: 1Las pilas de combustible se hicieron ba#o costo y alta eiciencia $La producción. distribución. y almacenamiento de combustible de hidrógeno se hicieron ba#o costo 8La nanotecnología puede ayudar a aumentar la eiciencia y disminuir el costo de aprovechar la energía solar Rrebler y 4entSich 61& presentan un artículo sobre la relación entre los nanomateriales y medio ambiente +tra#eron las siguientes anotaciones: 1La nanotecnología se puede utili;ar para optimi;ar los materiales. por e#emplo pl)sticos o metales con nanotubos de carbono 74@s9. har) *ue los aviones y vehículos m)s ligeros y por lo tanto hacer una reducción en el consumo de combustible $uando el negro de carbón nano-escala aJadió a neum)ticos de automóviles modernos conduce a reor;ar el material y reducir la resistencia a la rodadura +sto hace *ue un ahorro de combustible de hasta un 10G 8Los nanomateriales pueden ayudar para revestimientos N)cil de limpiarN auto-limpie;a o 2or e#emplo. si se agregaron al vidrio. se ahorra energía y agua en el proceso de limpie;a. ya *ue estas supericies son m)s )ciles de limpiar o no es necesario estar limpia continuamente %4anotribological usar productos de protección tales como combustibles o aditivos para aceites de motor pueden reducir el consumo de combustible de los vehículos y etender la vida Itil del motor ELas nanopartículas como agentes de lu#o permiten *ue los pl)sticos *ue se unden y se echaron a temperaturas m)s ba#as
!4anoporosa materiales aislantes en el sector de la construcción puede ayudar a reducir la energía necesaria para calentar y enriar ediicios &4anocer)mica recubrimientos de corrosión para metales sin metales tóicos pesados 7cromo. ní*uel9. por e#emplo en automóviles. pueden reempla;ar cromo per#udicial para el medio ambiente o peligrosos 7D9 capas ,ióido de titanio 4ano-escala y sílice pueden reempla;ar el bromo daJino para el medio ambiente en los retardantes de llama Tu y ie 61 resume los recientes avances en el estudio de nanoluidos. tales como los m/todos de preparación. los m/todos de evaluación de la estabilidad de nanoluidos y las ormas y mecanismos para me#orar la estabilidad de nanoluidos 2resentaron la amplia gama de aplicaciones actuales y uturas de nanoluidos en diversos campos como la energía. mec)nica y campos de la biomedicina +llos arbitrados en su artículo. *ue los nanoluidos se prepararon las siguientes la mayoría de los m/todos *ue utili;an: 1P/todo de dos pasos: 5e considera el m/todo m)s usado y económico para la preparación nanoluidos 4anopartículas. nanotubos. nanoibras. u otros nanomateriales utili;ados en este m/todo ueron producidos primero como polvos secos por m/todos *uímicos o ísicos +ntonces. el polvo nanom/tricas se dispersa en un luido en la segunda etapa de procesamiento con la ayuda de la uer;a magn/tica intensa agitación. agitación ultrasónica. la me;cla de alta ci;alla. homogenei;ación y molienda con bolas $P/todo de un solo paso: onsistía en hacer al mismo tiempo y la dispersión de las partículas en el luido +n este m/todo. se evitaron los procesos de secado. almacenamiento. transporte. y la dispersión de nanopartículas +l m/todo de un solo paso puede preparar nanopartículas dispersas de manera uniorme. y las partículas pueden ser suspendidas de orma estable en el lí*uido base
Par
un nuevo hori;onte en la industria cer)mica+llos ilustran tambi/n *ue. tubos nano eran una nueva clase de productos y habían creado una nueva revolución en el campo de los materiales avan;ados 5e sugieren las siguientes recomendaciones: 1Pediante el uso de la nanotecnología en el sector manuacturero. los combustibles no renovables se pueden guardar para la abricación de electricidad 2or lo tanto. se recomienda el uso de los nanomateriales en el diseJo de los centros de producción de energía $Pediante el uso de los nanocables en los sectores de la transmisión y distribución de energía el/ctrica. la p/rdida de energía el/ctrica en la red y la electricidad abricado pueden ser reducidos 2or lo tanto. la reducción de la electricidad abricada conducir) a reducir el consumo de combustibles ósiles y no renovables 8Los nanomateriales se pueden utili;ar en el diseJo de los ediicios e instalaciones industriales a in de reducir la p/rdida de energía t/rmica y el enriamiento *ue se produ#o como resultado del consumo de electricidad y el consumo directo de las energías no renovables
$ Las solicitudes de 4anotecnología en energías renovables $1 +nergía solar La energía solar es una de las me#ores uentes de energía renovable 5e puede utili;ar de manera eiciente en las diversas aplicaciones pr)cticas. como las plantas de energía solar. c/lula solar. la desalación de agua de mar. colectores solares. etc ,e hecho. la lu; del sol *ue cae sobre la @ierra orece una solución. ya *ue el lu#o solar incidente por hora en la supericie de la @ierra es mayor *ue la humana anual el consumo de energía en un aJo 6$$ +s por eso *ue el sol est) tan apareciendo como uente de energía inal en la tierra La cantidad de energía solar recibida por la @ierra es una unción de la temporada. con la mayor cantidad de energía solar entrante recibida durante los meses de verano 6$8 +l gran desaío en el uso de estos dispositivos es *ue la clara debilidad en las propiedades de absorción de los luidos convencionales *ue conduce a reducir la eiciencia de estos dispositivos Hoy en día. este problema puede ser resuelto )cilmente y aectivamente utili;ando el concepto de la nanotecnología +l )rea de
supericie aumentada en relación al volumen de nanopartículas debe me#orar la captación de energía solar y la eiciencia mediante la eposición de supericies conductoras m)s a la lu; del sol 'tra )rea *ue la nanotecnología aumentar) la eiciencia de c/lulas solares es mediante el uso de materiales como el plomoseleniuro +stos materiales causan m)s electrones 7y. por tanto. m)s electricidad9 para ser liberados cuando es golpeado por un otón de lu; 6$% 2or otra parte. el costo es un actor importante en el /ito de cual*uier tecnología solar 2or*ue. la conversión de energía solar en electricidad se produce a un precio comparable con el combustible ósil Los materiales semiconductores *ue presentan un 729 eecto otovoltaico se pueden utili;ar para convertir la radiación solar en electricidad a trav/s de un proceso otovoltaico La energía otovoltaica son supericies normalmente consiste en una capa de óido conductor y una capa de platino catalítico *ue convierte directamente la lu; del sol a una energía el/ctrica Un dispositivo *ue convierte los otones de la lu; solar en electricidad utili;ando electrones se llama c/lula solar otovoltaica 6$$ La energía solar es una muy avorable al medio ambiente2or e#emplo. si una re#illa solar distribuida cumple el 1G de la demanda de electricidad del mundo s. aproimadamente %0 millones de toneladas de emisiones de dióido de carbono se pueden ahorrar al aJo 6$% $11 @ipos de c/lulas solares Hay varios tipos de c/lulas solares *ue pueden describirse brevemente como sigue 6$E y 6$! : Sensibilizado-!e c"lula sola# $SSC% : +ste tipo de c/lulas solares permite la absorción óptica y carga de separación " inyección mediante la asociación de un sensibili;ador colorante 7un material absorbente de la lu;9 con un semiconductor de ancho de banda prohibida de la morología nano-cristalino como el oto)nodo 5e basa en la combinación de redes interpenetrantes de materiales semiconductores mesoscópica con electrolitos como alternativas a los p-n uniones de semiconductores inorg)nicos de estado sólido en las c/lulas solares convencionales C"lula sola# foto&oltaica basada O#'anic-(ol)me#o $O*V% : +n este tipo. los ecitones se separan en pares electrón-hueco libre por el campo eectivo creado a trav/s de la heterounión entre dos materiales org)nicos dierentes. conocidas como las mol/culas donante y aceptor +ste tipo se produce como resultado de las
crecientes necesidades de uentes baratas de energía renovables. como una opción de uno para la producción de energía de la lu; a muy ba#o costo C"lulas sola#es (o#tado# caliente : +n este tipo. una de electrones liberados se toparon alta en la banda de conducción por un otón demasiado en/rgico 2or lo tanto. su temperatura electrónica se vuelve muy caliente 7de hasta 8000 K9 +l electrón caliente se rela#ar) a la parte inerior de la banda de conducción. típicamente dentro de unos pocos cientos de emto-segundos. impartir calor a la celosía como lo hace +ste tipo de c/lulas solares tiene las siguientes venta#as: 1 Uso de un electrón de alta energía aumentar) el otovolta#e del dispositivo. así como su eiciencia $ +l eceso de energía se ver) impedido de calentar el dispositivo y de la reducción de su eiciencia /lulas solares otovoltaicas convencionales de hoy en día no son muy eicientes y son muy caros de abricar para la generación de electricidad a gran escala +llos tienen muchos inconvenientes críticos como. comien;an a perder su eicacia cuando se calientan y pierden al menos la mitad de la energía solar golpe)ndolos (ecientemente. la nanociencia y la nanotecnología t/cnica se pueden utili;ar para producir una c/lulas solares eicientes barato y alto Las nanopartículas proporcionan las siguientes venta#as en las plantas de energía solar @aylor et al 6$& : 1 +l tamaJo etremadamente pe*ueJo de las partículas idealmente les permite pasar a trav/s de bombas y tuberías sin eectos adversos $ 4anoluidos pueden absorber energía directamente *ue eceda de pasos de transerencia de calor intermedios 8 4anoluidos pueden ser ópticamente selectiva 7es decir. alta absorción en el intervalo solar y ba#a emitancia en el rango inrarro#o9 % Una temperatura m)s uniorme receptor se puede lograr dentro del colector solar *ue la reducción de las limitaciones materiales
E @ranserencia de calor me#orada por una mayor convección y conductividad t/rmica puede me#orar el rendimiento del receptor ! +iciencia de absorción se puede me#orar mediante el a#uste del tamaJo de las nanopartículas y orma para la aplicación re*uerida La próima generación de c/lulas solares es c/lulas solares de película delgada 7es decir. l)minas leibles de paneles solares9 *ue son m)s )ciles de producir e instalar. utili;ar menos material y son m)s baratos de abricar 2or e#emplo. estas ho#as se pueden incorporar en un maletín *ue cobra ordenador port)til. tel/ono celular o lata cubiertas ventanas de los ediicios para recoger la energía solar de todo el ediicio y no sólo su techo 2or lo tanto. se puede utili;ar para suministrar energía a los ediicios de gran altura 6$ Dnvestigaciones eperimentales han demostrado *ue los puntos cu)nticos 7diminutas nanopartículas de sólo unos nanómetros de tamaJo9 son tres veces m)s eicientes para la conversión de energía solar *ue el me#or material utili;ado actualmente para las c/lulas solares 6$F 5e muestran muchos estudios *ue cuando los luidos cl)sicos 7como el agua9 se me;clan con una pe*ueJa nanopartículas sólidas conduce a una me#ora dram)tica en las propiedades termoísicas del luido de traba#o 7especialmente la conductividad t/rmica y propiedades radiativas de lí*uidos9 2or supuesto. esto conduce a aumentar la eiciencia de la energía solar engaJa como c/lulas solares. colectores solares Algunos de estos estudios se resumen en la siguiente sección 'tanicar y oro 680 reali;aron un an)lisis ambiental y económico comparativo de los sistemas de agua caliente convencionales y nanoluid solaresLlegaron a la conclusión de *ue el colector solar nanoluid basado tuvo un período ligeramente m)s largo recuperación de la inversión. pero al inal de su vida Itil tenido los mismos ahorros económicos como un colector solar convencional Adem)s. los resultados mostraron *ue el colector solar nanoluid basado tenía una menor energía incorporada 7aproimadamente FG9 y aproimadamente 78G9 los niveles m)s altos de compensaciones de contaminación *ue un colector convencional 4atara#an y 5athish681 investigaron eperimentalmente el papel de nanoluidos en el calentador de agua solar onductividades t/rmicas se habían medido por el m/todo de hilo caliente transitoria +n conclusión. la me#ora de la conductividad t/rmica depende de la racción de volumen de las partículas en suspensión y conductividades t/rmicas
de ambas partículas y luidos de base Los resultados demostraron *ue los nanoluidos eran eicaces *ue los luidos convencionales y si ueron utili;ados como un medio de transporte de calor. se incrementó la eiciencia del calentador de agua solar tradicionalLa conductividad t/rmica de la nanoluid se calcula a partir de la pendiente de la subida de la temperatura del alambre contra intervalo de tiempo logarítmica dada por la siguiente ecuación: ecuación7 1 9 Rire Path=a en
Tu y hen 68$ revisaron el uso de 1-, nanomateriales. incluyendo 7nanotubos. nanocables y nanovarillas9 para me#orar la eiciencia de las c/lulas solaresPencionaron *ue la nanotecnología orece importantes oportunidades para me#orar la eiciencia de las c/lulas solares. acilitando la absorción de otones. el transporte de electrones y la recogida de electrones 5e resumen algunos de los beneicios de los nanomateriales 1-, de la siguiente manera: 1(uta directa para el transporte de carga $Rrandes supericies para la cosecha lu; orecida por la geometría de los nanomateriales 8La movilidad de los electrones en 1-, nanomateriales es típicamente varios órdenes de magnitud m)s alta *ue en las películas de semiconductores Tuhas y Tang 688 presentan un novedoso diseJo de la c/lula solar *ue combina la geometría ideal de una c/lula solar a base de nanocables con el concepto de la utili;ación de componentes de semiconductor de 2 con el medio ambiente. económica y duradera 5u c/lula solar consistía de nanocables de óido de ;inc de tipo n orientados verticalmente. rodeado por una película construida a partir de nanopartículas de óido cuproso de tipo p Los resultados mostraron *ue el uso de una matri; de nanocables alineados verticalmente eliminó el problema de la diusión de ecitones rente a la absorción de lu; por lo *ue permite *ue la lu; se absorbe en la dirección vertical al tiempo *ue permite la etracción de ecitones en la dirección ortogonal 'tanicar et al68% reportaron un resultados
eperimentales sobre colectores solares basado en nanoluidos hechos de una variedad de nanopartículas como los nanotubos de carbono. graito y plata +llos demostraron una me#ora de la eiciencia de hasta el EG en los colectores t/rmicos solares utili;ando nanoluidos como un mecanismo de absorciónAdem)s. los datos eperimentales se compararon con un modelo num/rico de un colector solar con nanoluidos absorción directa Los resultados eperimentales y num/ricos demostraron un aumento r)pido inicial en la eiciencia con la racción de volumen. seguido por una estabili;ación en la eiciencia como racción de volumen sigue aumentando Mig 1 eplicó *ue la adición de pe*ueJas cantidades de nanopartículas causó una me#ora r)pida en la eiciencia del colector solar de la ca#a de luido puro hasta una racción de volumen de aproimadamente 0.EG Liu et al 68E puso de relieve algunos de los m)s emocionantes avances relacionados con la preparación y caracteri;ación de nanomateriales para la producción de energía sosteniblePencionaron *ue el dióido de titanio 7@i' V $ 9 se sigue siendo el material m)s investigados por c/lulas solares y aplicaciones de combustibles solares 2ero. actualmente @i' $ basado en c/lulas eran muy ineiciente con incidentes-otón-a eiciencias de corriente 710G9 o inerior 7a la energía de intervalo de banda9 y de pico eiciencias de conversión de energía de 70.!G9 o menos en todo el espectro solar +n su visión general. inormaron *ue la otocorriente lu; visible podría me#orarse mediante el recubrimiento de @i' $ con nanocables de oro o plata nanopartículas La me#ora se logra debido a la dispersión óptica de las nanopartículas plasmónicas. *ue aumentaron la trayectoria óptica eica; de la película delgada Qa;argan 68! celular colorante empleado sensibili;ado solar 7,559 7como se eplica en la Mig $ 9 procedimiento de abricación usando el #ugo de granada natural para la sensibili;ación de nanocristalina de @i' $ +l platino y electrodos de graito recubierto se prepararon por el m/todo de tinción de pulso deposición de electrones y el hollín actual para el uso como electrodos de contador 2ar)metros otovoltaicos como corriente de cortocircuito 7D59. volta#e de circuito abierto 7'9 y actor de llenado 7MM9 se evaluaron para las c/lulas abricadasLos resultados ilustran *ue el actor de relleno para ambas c/lulas se encontró *ue era 7%EG9. mientras *ue 7D59 y 7'9 para las c/lulas *ue operan con carbón y platino recubierto contraelectrodos se aumentaron a partir de 78!0 a %00 m9 y a partir de 71&E a $00 mu9. respectivamente 5e encontró *ue las eiciencias de conversión globales de abricado 7,559 ser 71.EG9 para la celda operada con platino y electrodepositado 70.FG9 para los electrodos de contador recubierto de
carbono @aylor et al 6$& reali;ó un an)lisis simpliicado para eplicar cómo un concentr)ndose sistema solar t/rmico a base de nanoluid compararía a uno convencional Llegaron a la conclusión de *ue. nanoluidos tuvieron un ecelente potencial para las plantas termosolares de torrePe#ora de la eiciencia del orden de E-10G era posible con un receptor nanoluid+plicaron *ue. estas me#oras podrían reali;arse con muy pocos cambios en cuanto a los materiales. el diseJo del sistema. y la inversión de capital inicial para todo el sistema de energía solar t/rmica Mig 8 poner una comparación 7mediante el uso de un receptor nanoluid optimi;ado alrededor del EG m)s eiciente *ue uno convencional9 en t/rminos monetarios asumiendo venta de electricidad a 10 centavos "
met)licas y " o luidos a base de aceite +llos observaron *ue para los materiales utili;ados en este estudio. m)s del FEG de la lu; solar entrante podría ser absorbido 7en un espesor nanoluid W10 cm9 con etremadamente ba#as racciones de volumen de nanopartículas de menos de 1 X 10 -E . o 10 partes por millón Llegaron a la conclusión. *ue nanoluidos podrían utili;arse para absorber la lu; solar con una cantidad insigniicante de viscosidad y " o aumento de la densidad Qaraton 68F presentó un panorama general de dióido de titanio nanosi;ed 7nano-de @i' $ 9 para aplicaciones en la disociación del agua otocatalítica y - m)s concretamente - en las c/lulas solares sensibili;adas por colorante 7,55s9. *ue se eplica en la igura % 5e demostró *ue el tamaJo de partícula y la orma. la cristalinidad. morología de la supericie y la *uímica de la de @i' $ de material ueron considerados como par)metros clave a ser controlados para me#orar el rendimiento de las c/lulas solares sensibili;adas por colorantePercatelli et al 6%0 investigaron las propiedades de dispersión y absorción de nanoluidos *ue consisten en suspensiones acuosas de nanotubos semicerrados de carbono de pared Inica Las características de estos nanoluidos se evaluaron con el in de utili;arlos como luidos de absorción de la lu; solar directa en los dispositivos solaresLas dierencias en las propiedades ópticas inducidas por nanopartículas de carbono en comparación con los de agua pura llevado a una considerablemente mayor absorción de la lu; del sol con respecto al luido de base pura Llegaron a la conclusión de *ue los nanocuernos de carbono podrían ser utili;ados de manera eiciente para aumentar la eiciencia global de la lu; del sol eplotando dispositivo Han et al 6%1 investigado eperimentalmente las propiedades t/rmicas de nanoluidos acuosas de negro de humo para ines de absorción solar 2repararon nanoluidos negro de carbono mediante la dispersión del polvo negro de carbón pretratado en agua destilada Los resultados mostraron *ue nanoluidos de racción de alto volumen tuvieron me#ores propiedades otot/rmica @anto en polvo y nanoluidos negro de humo tenía una buena absorción en toda la longitud de onda de entre $00 a $E00 nm Llegaron a la conclusión de *ue nanoluidos de negro de humo tenía una buena capacidad de absorción de la energía solar y podrían me#orar eectivamente la eiciencia de absorción solar Arivalagan et al6%$ se hace reerencia en su artículo *ue las me#ores c/lulas solares disponibles tenían varias capas de semiconductores dierentes apilados #untos para absorber la lu; a dierentes energías. pero todavía sólo logró utili;ar 7%0G9 de la energía del 5ol somercialmente c/lulas solares disponibles tenían mucho m)s ba#as eiciencias de alrededor de 71E-$0G9 Llegaron a la
conclusión de *ue la nanotecnología podría ayudar a aumentar la eiciencia de conversión de la lu; mediante el uso de nanoestructuras =ai 2oinern et al 6%8 eplica *ue las nanopartículas de nanoeseras de carbono uncionali;ados 7549 tenían el potencial de me#orar las propiedades oto-t/rmica del luido de traba#o 7549 ueron producidos por la pirólisis de gas acetileno en un aparato de deposición de vapor horno el/ctrico a base de tubo " *uímica La reacción lleva a cabo a 1000 > en presencia de gas nitrógeno sin el uso de un catali;ador +l sinteti;ado 7459 ueron eaminados y se caracteri;ó mediante microscopía de emisión de campo electrónico de barrido. microscopía electrónica de transmisión. espectroscopía de diracción de rayos . espectroscopia de (aman. an)lisis termogravim/trico y an)lisis ultravioleta-visible La respuesta otot/rmica de ambos nanoluidos y películas compuestas de 7549 ueron investigados ba#o 1.000 ? " m $ de irradiación solar Los resultados indicaron *ue uncionali;ados 7549 nanoluidos tenían el potencial para me#orar eectivamente las capacidades de absorción solar de colectores solares de absorción directa 5enthil Kumar et al 6%% reali;ó un an)lisis eperimental de nano sin mecha colector solar de tubo de calor lí*uido-cargada 7como se muestra en la Mig E 9 utili;ando el sistema de seguimiento solar +l ob#eto principal de su traba#o. era reducir el tamaJo del colector solar de placa plana +n su traba#o. dos id/nticos eperimental de colectores planos con mismas dimensiones. utili;ando tubos de calor se abricaron +n cada 5+@ U2. se usaron tres tubos de calor de cobre sin mecha id/nticos *ue tienen una longitud de 7!$0 mm9 y el di)metro eterior de 71 mm9 +l luido de traba#o utili;ado en un entorno era el agua pura y en la otra era agua pura con nano partículas Las nanopartículas utili;adas ueron 4@ tiene un di)metro de 710 a 1$ nm9 y la longitud de 70.1 a 10 Y9 Llegaron a la conclusión de *ue el colector de luido de traba#o nanoluid dio el me#or rendimiento en todas las condiciones de uncionamiento 2ara ambos luidos. se observó *ue el sistema de seguimiento solar ue m)s eica; y la tendencia de la dierencia de sus eiciencias instant)neas se encontraron inicialmente alta ,espu/s de eso. disminuyó y luego su dierencia aumentó de nuevo Pammadov 6%E ue desarrollado un receptor solar *ue tiene u Z 4i Z 5i' $ y u Z 4i Z [n5 supericie nano-cubierto +l propósito de su traba#o consistía en aumentar la posibilidad de absorción y reducir la p/rdida de calor de las plantas de energía de caleacción solares 5e observó *ue la eicacia de la supericie del receptor solar se convirtió alta por la pintura de la supericie de la misma por estos materiales nano Asimismo. mencionó *ue la supericie nano-cubierta suministrada para mantener sus propiedades ópticas
estable hasta *ue la temperatura 7 T \ E00 > 9 Los resultados indicaron *ue el receptor solar desarrollado tenía una alta absorción de energía solar t/rmica de aproimadamente 7F%G9 y ba#a emitancia de radiación inrarro#a de aproimadamente 7&G9 @iSari et al 6%!investigaron teóricamente el eecto de usar Al $ ' 8 nanoluid " agua como un medio absorbente en un colector solar de placa plana 5e estudió tambi/n el eecto de la tasa de lu#o de masa con dierentes concentraciones de volumen de partícula 70.E-$G9 sobre la eiciencia del colector Los resultados mostraron *ue el uso de 1.EG racción de volumen de partículas de Al $ ' 8 nanoluid aumentó la eiciencia t/rmica del colector solar en comparación con el sistema de calentamiento solar de agua convencional por sobre 781.!%G9 +llos deinen la eiciencia del colector instant)nea *ue relaciona la energía Itil a la radiación total incidente sobre la supericie del colector mediante la siguiente ecuación: ecuación7 $ 9 Rire Path=a en
Mig 1 +perimental eiciencia t/rmica microsolar colector como unción de la racción de volumen de nanopartículas 'tanicar et al 68% 'pciones Migura
Mig $ +s*uem)tica de una c/lula solar colorante utili;ado en Qa;argan 68! 'pciones Migura
Mig 8 omparación de los ingresos estimados para una 7100 P?e9 planta a escala comercial mediante el uso de una receptores convencional y nanoluid @aylor et al 6$& 'pciones Migura
Mig % 2rincipio es*uem)tica de una c/lula solar sensibili;ada por colorante Qaraton 68F 'pciones Migura
Mig E +s*uema de mecha colector tubo de calor solar 5enthil Kumar et al 6%% 'pciones Migura
'baid et al 6%& reali;ó una investigación eperimental del almacenamiento de energía t/rmica mediante el uso de nanoluid 7óido de magnesio aJadiendo. Pg' a agua destilada9 +l tamaJo de las partículas aJadidas se varió de $0 a 80 nm para ciento en peso de 0.1. 0.$. 0.% y 0.EG en peso +l sistema ue diseJado para calentar un ediicio *ue ue constaba de relector *ue concentra la energía solar para calentar el luido *ue pasa a trav/s de /l. el tan*ue de almacenamiento de luido para almacenar el luido *ue se distribuyó mediante el uso de una bomba y el radiador solar *ue transieren el calor en el aire en la habitación Llegaron a la conclusión *ue el eecto de la adición de pe*ueJas cantidades de nanopartículas 7Pg'9 7es decir. 0.1 y 0.$G en peso9 a agua pura en el sistema de caleacción del ediicio impulsado por energía solar reducido al mínimo el tiempo de p/rdida de calentamiento. mientras *ue la capacidad de calentar ganancia ue menor *ue pura agua Un comportamiento inverso se obtuvo mediante la adición de grandes cantidades de nanopartículas 7Pg'9 7es decir. 0.% y 0.EG en peso9 5han 9 Llegaron a la conclusión de *ue la energía de calor de tan*ue de almacenamiento cambió con el tiempo correspondiente. como se muestra en la Mig ! . donde la comparación de almacenamiento de energía de calor de agua y nanoluid había alcan;ado en gran medida por el porcenta#e de me#ora de 711.!G9 para el uso nanoluid en el sistema Qed#a 6%F reiere *ue las c/lulas solares basadas ,55 7@inte c/lulas solares sensibili;adas9 y ]uantum ,ots-*uedaron competidores a las c/lulas solares convencionales de silicio validados. *ue tiene una eiciencia energ/tica de hasta 71$.8G9 para ,55 Puy recientemente. erma y Kundan 6E0 investigaron eperimentalmente el eecto de Al $ ' 8 H $ ' nanoluidos basados en el colector solar de placa plana absorción directa 7,A59 Las racciones de volumen de Al $ ' 8 nanopartículas utili;adas ueron 70.00EG9 y 70.0EG9 5e calculó la eiciencia del colector para dierentes tasas de lu#o de masa 7!0. 0 y 100 ml " h9 de Al $' 8 H $ ' nanoluidos basados 5e encontró *ue la eiciencia del colector aumentó a punto 78-%G9
cuando Al $ ' 8 -H $ se utili;aron ' nanoluidos en comparación con agua simple como se muestra en la Mig & 5e calculó la eiciencia del colector mediante el uso de la siguiente ecuación: ecuación7 8 9 Rire Path=a en
Mig ! comparación entre la energía de calor de tan*ue de almacenamiento con el tiempo entre el agua y nanoluid 5han
Mig & ariación de la eiciencia del colector cuando Al $ ' 8 -H $ se utili;aron ' nanoluidos en comparación con el agua simple para 7100 ml " h9 en dierentes instantes de tiempo erma y Kundan 6E0 'pciones Migura
$$ La energía de hidrógeno $$1 Las pilas de combustible +l hidrógeno no es una uente de energía. pero sólo un portador de energía atómica Las tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible surgieron como una de las soluciones m)s avorables a los recursos energ/ticos de la diversidad y para la sostenibilidad energ/tica y el medio ambiente 6E1 2ila de combustible se considera generalmente en el marco de hidrógeno. ya *ue cambia de hidrógeno y oígeno en agua. la producción de electricidad y calor en el proceso +sto ocurre de orma respetuosa con el medio ambiente. sin dióido de carbono daJino 7' $ 9 de emisiones5in embargo. el metano y metanol tambi/n se pueden utili;ar para pila de combustibleLa pila de combustible ue diseJado por ?illiam (obert Rrove en 18F y se puede deinir como un eliminador de electro*uímica-energía *ue convierte la energía *uímica de un combustible. tal como hidrógeno o metanol. en electricidad a trav/s de una reacción *uímica con un agente oidante. tal como oígeno o aire @res actores *ue aectan de manera signiicativa el uso de pila de combustible con ines comerciales. *ue son su eiciencia y tamaJo 7es decir.
c/lulas nano-uel9. #unto con el almacenamiento seguro del hidrógeno A pesar de las enormes venta#as de la pila de combustible. todavía tiene muchos inconvenientes tales como el alto coste. problemas de durabilidad y problemas de operabilidad La nanotecnología se puede utili;ar para resolver estos inconvenientes+n la pr)ctica. los materiales nano pueden utili;arse en la membrana de la c/lula de combustible 7*ue es responsable de la separación de hidrógeno en protones y electrones9. catali;adores y electrodos +sto es debido a la supericie etremadamente grande en relación al volumen en comparación con los materiales a granel Una de las aplicaciones m)s importantes de la nanotecnología en el campo de la energía del hidrógeno est) relacionado con un almacenamiento de hidrógeno eiciente +l almacenamiento de grandes volImenes de combustible de hidrógeno es demasiado voluminosos o costosos +sta es una limitación muy severa para el uso de hidrógeno como uente de energía alternativa Los cientíicos han encontrado *ue nanoblades podrían contener grandes volImenes de hidrógeno 6$% Adem)s. se puede guardar dentro de un nano-materiales. tales como nanotubos de carbono 74@s9 y nanoibras de carbono 6E$ . 6E8 . 6E% . 6EE . 6E! y 6E& 2or e#emplo. las c/lulas de combustible de nanotubos de carbono se est)n utili;ando hoy en día para almacenar el hidrógeno *ue se considera la orma respetuosa del medio ambiente de la energía ,esde el otro lado. la energía del hidrógeno todavía es utili;ado ampliamente en los vehículos espaciales. ya *ue tiene la me#or relación energíapeso de cual*uier combustible Pateriales nanoestructurados se utili;an eica;mente para me#orar la transormación de la energía del hidrógeno en electricidad mediante el uso de las pilas de combustible $$$ @ipos de c/lulas de combustible Hay dierentes tipos de pilas de combustible *ue puede eplicarse brevemente de la siguiente 6E : *ila de combustible de +id#,'eno $FC% : +ste tipo se muestra en la Mig se utili;a en la industria del automóvil como un posible sustituto de los combustibles ósiles en vehículos de pasa#eros y el transporte pIblico La reacción neta de este tipo se puede escribir como: ecuación7 % 9 H $ ' 0E $ ^ H $ '
Mig 2ila de combustible de hidrógeno 6E 'pciones Migura
C"lulas de metanol di#ecto de combustible $.FC% : +ste tipo se muestra en
la Mig F se utili;a en pe*ueJos dispositivos electrónicos port)tiles de energía. tales como computadoras port)tiles y tel/onos celulares @iene muchas características. tales como la ba#a temperatura de traba#o. alta eiciencia de conversión de energía y ba#a emisión de contaminantes Las reacciones *uímicas de este tipo se pueden escribir como: ecuación7 E 9 _nodo H 8 'H Z H $ ' ^ ' $ Z !H Z Z !e ecuación7 ! 9 atódicos 1E' $ Z !H Z Z !e - ^ 8H $ ' ecuación7 & 9 H reacción 4et 8 'H Z 1E' $ ^ ' $ Z $ H $ '
Mig F 2ila de combustible de metanol directo 6E 'pciones Migura
$$8 enta#as de la pila de combustible 2ila de combustible tiene muchas venta#as. como 6EF : 1,a energía limpia sin ' $ emisiones en H $ y menos de E0G de ' $ emisiones en hidrocarburos Adem)s. no proporciona ninguna 4' / o 5' $ emisiones $5u eicacia es alta 7alrededor del %0-F0G9 84inguna uente de energía del ruido Abbara#u et al 6!0 membranas 4aion compuestos utili;ados *ue contienen de @i' $ " 5n' V $ nanopartículas para me#orar las c/lulas de combustible de membrana de intercambio de protones +llos observaron *ue el rendimiento de la pila de combustible modiicado se aumentó en comparación con la c/lula de combustible con una membrana de 4aion convencional especialmente a altas temperaturas =ang et al 6!1se menciona *ue la nanotecnología podría ser utili;ado como una herramienta poderosa para la producción de economía de hidrógeno a partir de energía solar de una manera limpia. ecológica y de ba#o costo utili;ando la disociación del agua por otocat)lisisPe#or y
,unstan 6!$ ilustra el eecto de la nanotecnología para la producc ión de hidrógeno a partir de agua otolítica +n su opinión. se supervisaron muchos literatura y los m/todos utili;ados en el intento de superar este problema @ambi/n se presentó el ondo de la producción de hidrógeno otocatalítico [hu y [ach 6!8 eaminaron el desarrollo reciente de la utili;ación de materiales nanoestructurados utili;ados para la producción de hidrógeno otocatalítica 5e reirieron *ue la nanotecnología se abría un nuevo panorama en el desarrollo de otocatali;adores. nanoestructurados altamente activos con grandes )reas de supericie para la absorción de lu; optimi;ado. distancias minimi;adas 7u horas9 para el transporte de portadores de carga y las propiedades m)s avorables Llegaron a la conclusión de *ue la producción de hidrógeno otocatalítica orece oportunidades Inicas para desarrollar un sistema de energía alternativa y sostenible y reducir la emisión de gases de eecto invernadero Alen;i et al 6!%demostró la posibilidad de producción de hidrógeno photoelectrochemically de la descomposición de agua " metanol usando Ag " @i' $ nanocompuestos películas delgadas Llegaron a la conclusión de *ue los Ag " de @i' $ películas nanocompuestos mostraron una alta estabilidad para la producción de hidrógeno por m)s de un mesAdem)s. las películas eran m)s cómodo de usar *ue los polvos y podrían ser )cilmente reciclados Qasri et al 6!E presenta una revisión *ue se relaciona con los eno*ues computacionales para modelado teórico de nanomateriales como los nanotubos de carbono 74@9 a trav/s de t/cnicas de din)mica molecular 5e centraron en la estructura nanocatali;adores. soporte del catali;ador. y sus aplicaciones en la pila de combustible de metanol directo 7,PM9 Llegaron a la conclusión de *ue para sustituir negro de carbono con nanoestructuras de carbono en soportes de catali;ador. m)s eperimentos en pilas de combustible deben ser reali;ados para evaluar la actividad electro*uímica y estabilidad a largo pla;o de los catali;adores soportados sobre estos nuevos materiales prometedores [hang y 5ilva 6!! revisaron las investigaciones m)s importantes relacionados con la aplicación de nanotubos de carbono 74@s9 en c/lulas de combustible de electrolito de polímero base 72+M9 A su #uicio. la contribución de 74@9 en t/rminos de me#ora de la uer;a y la conductividad de protones mec)nica de membrana de electrolito de polímero ,iscutieron tambi/n su papel en la electrocat)lisis con respecto a acilitar la utili;ación de catali;adores de metales nobles 7platino9 y la eploración de los catali;adores de platino libre Adem)s. investigaron la consideración de 74@9 como materiales de almacenamiento de
hidrógeno 5obre la base de las literaturas revisados. +tra#eron las siguientes conclusiones: 174@9 demostró un gran potencial como materiales multiuncionales en la me#ora 72+M9 rendimiento $74@s9 se puede insertar en los componentes de las c/lulas de combustible para me#orar su rendimiento y reducir su coste 874@s9 tenía una alta resistencia y tenacidad para ponderar las características. *ue alentó a abrica para utili;arlos como cargas de reuer;o para me#orar la resistencia mec)nica de 72+M9 %74@s9 se puede utili;ar en electrocatali;ador soporta debido a su gran )rea supericial y la conductividad t/rmica Adem)s. pueden ser aplicadas en capas de diusión de gas debido a su alta conductividad el/ctrica E74@9 tenía una estructura tubular en capas de graeno *ue permitió a ellos muy eiciente para el almacenamiento de hidrógeno ,e hecho. el hidrógeno puede ser adsorbido por 74@s9 de una manera isisorción al atrapar dentro de la estructura cilíndrica de los nanotubos o en los sitios intersticiales entre los nanotubos +l;atahry et al 6!& elaborado por una ruta *uímica simple del nanocompuesto de cobalto y ní*uel-óidos de graeno para aplicaciones de c/lulas de combustible La estructura. morología y propiedades se caracteri;aron utili;ando diracción de rayos 7(,9 y microscopía electrónica de transmisión 7@+P9 La actividad electrocatalítica para la reacción de oidación de metanol en medio )cido de estos nanocompuestos en comparación con platino se había conirmado utili;ando la t/cnica de voltametría cíclicaLlegaron a la conclusión de *ue el preparado de cobalto " óido de graeno nanocompuesto había sido utili;ado con /ito para la oidación de metanol como una aplicación de pila de combustible hung et al 6! discutió la convergencia de la nanotecnología y modelado paradigma del sistema energ/tico sostenible mediante el uso de la pila de combustible de membrana de electrolito de polímero como un e#emplo de reerencia Llegaron a la
conclusión de *ue el desarrollo de un paradigma #er)r*uico multi-escala promovido la convergencia de la nanotecnología a las tecnologías de energía sostenible [hu et al 6!F dio opinión y avan;ar poco conocimiento sobre las actividades de todo el mundo sobre las mIltiples unciones nanocompuestos a base de óido de cerio. con /nasis en las Iltimas semi-ion conductoras nanocompuestos y sus solicitudes de nuevas tecnologías de energía aplicada +llos presentaron una visión general de las aplicaciones de nano-materiales compuestos para pilas de combustible avan;ados 74A4''M9 Llegaron a la conclusión de *ue un componente homog/neo " capa de los materiales conductores semi y de iones podría darse cuenta de c/lula de combustible todas sus unciones necesarias para evitar el uso de tres componentes habituales 7es decir. )nodo. c)todo y electrolitos9 Puy recientemente. Lee y K#eang 6&0describen por primera ve; una c/lula de combustible nanoluídico 7 Mig 10 9 *ue utili;a el lu#o de luido a trav/s de los medios de comunicación nanoporoso +l concepto de nanoluidos aplica a sin membrana. las c/lulas de combustible miniaturi;ados compatibles con los m/todos de microma*uinado est)ndar y en el chip de integraciónLlegaron a la conclusión de *ue su prototipo demostró )rea de la supericie superior. reduce la activación de sobre-potencial. las características cin/ticas m)s r)pido y moderadamente me#orado rendimiento de la c/lula de combustible en el r/gimen de alta tensión de la c/lula con hasta 1%G mayor densidad de potencia 2or lo tanto. su c/lula de combustible nanoluídico tenía una alta eiciencia general. de ba#o costo y uentes de energía miniaturi;ados
Mig 10 2ila de combustible nanoluídico Lee y K#eang 6&0 'pciones Migura
$$% Potor diesel (ecientemente. mucha atención son reali;adas por los investigadores para el uso de hidrógeno en motores de combustión interna uando el hidrógeno se *uema en un motor de combustión interna los gases de escape es vapor de agua
limpio 2or lo tanto. es me#or *ue el ' $ emisiones relacionadas con los combustibles ósiles 6&1 omo se mencionó anteriormente. nanoluidos tienen muchas propiedades importantes. uno de ellos relacionado con su uerte capacidad de absorber la radiación 2or lo tanto. pueden ser utili;ados de manera eiciente en el proceso de combustión para reducirlo HeySood6&$ eplicó *ue la transerencia de calor por radiación en los motores diesel contribuyó 7$0-8EG9 del total de transerencia de calor. y se trataba en su mayoría de las partículas de hollín *ue se orman durante los procesos de combustión (ecientemente. la eiciencia del motor de combustión interna es de aproimadamente 780-%0G9 La nanotecnología puede me#orar el proceso de combustión mediante el diseJo de catali;adores especíicos con supericie maimi;ada 6&8 Kao et al 6&% aJadió nanoluid en orma de nanopartículas de aluminio recubiertas por alImina sumergido en agua para combustible diesel para eplorar el eecto de reacción de alta temperatura de responder a las prestaciones del motor diesel. el consumo de combustible y emisiones de escape Llegaron a la conclusión de *ue las nanopartículas de aluminio promovieron la *uema de combustible diesel Kao et al 6&E presenta una reacción *uímica signiicativa de la combustión de hidrógeno durante acuosa de combustión nanoluid de aluminio en el combustible diesel Los resultados mostraron *ue el hidrógeno se *uema en un motor diesel de un solo cilindro. en presencia de un nanoluid de aluminio acuosa activa Las nanopartículas ueron hechas mediante la aplicación de un arco de plasma a nanopolvo de aluminio sumergido en agua +l di)metro medio de las nanopartículas de aluminio estaba a punto 7%0-!0 nm9 y se cubrieron con capas delgadas de óido de aluminio debido a la alta actividad de oidación del aluminio puro ,urante la combustión. la alImina sirve como un catali;ador y las nanopartículas de aluminio recubiertas se desnudó y se descompone el agua para producir el hidrógeno Mig 11mostraron el porcenta#e humo contra el reno de la presión media eectiva 7QP+29 tanto para diesel 7,9 y nanoluid aluminio combustibles diesel mitos acuosos 7A4 Z ,9 en tres velocidades del motor 5e puede observar *ue. las concentraciones de humo reducidas al 71$00 y 100 r " min9 indican claramente *ue la combustión con 7A4 Z ,9 de combustible era m)s completa a estas velocidades *ue con 7,9 de combustibleoncluyeron tambi/n *ue el total de calor de combustión aumentó mientras *ue la concentración de humo y óido nitroso en la emisión de escape de motores diesel se redu#eron cuando el combustible diesel me;clado con nanoluid aluminio acuoso 4agar et al 6&! revisó algunas aplicaciones importantes de nanoluidos +llos mencionan
*ue si las nanopartículas de aluminio ueron cubiertos con capas delgadas de óido de aluminio con una supericie de contacto m)s grande con agua ue creado y esto aumento de la descomposición de hidrógeno a partir de agua durante el proceso de combustión ,urante este proceso de combustión. la alImina actuó como un catali;ador y las nanopartículas de aluminio sirvieron para descomponer el agua para producir m)s hidrógeno
Mig 11 oncentraciones de humo para 7A4 Z ,9 de combustible y 7,9 de combustible ba#o cargas variadas Kao et al 6&E 'pciones Migura
$8 La biomasa " bioenergía La biomasa es un t/rmino llamado a todos los materiales org)nicos *ue se derivan de las plantas 7incluyendo algas. )rboles y cultivos9 La biomasa es producida por las plantas verdes convertir la lu; solar en material vegetal a trav/s de la otosíntesis e incluye toda la vegetación de la tierra y a base de agua. #unto con los desechos org)nicos +l recurso de la biomasa puede ser considerada como una materia org)nica. en la *ue la energía de la lu; solar se almacena en los enlaces *uímicos uando los enlaces entre las mol/culas de carbono adyacente. hidrógeno y oígeno se rompen por la digestión o la combustión. estas sustancias liberan su energía *uímica almacenadaLa biomasa se estima actualmente para contribuir de aproimadamente 10 a 1%G de la oerta mundial de energía 6&& y 6& ,e hecho. Qioenergía es la Inica uente alternativa y barata de energía *ue se puede hacer )cilmente a disposición del mundoLa bioenergía
se deine como la energía almacenada en los materiales hechos con la ayuda de los seres vivos Hay muchos tipos de uentes de bioenergía *ue pueden resumirse de la siguiente manera 6&F y 60 : $81 Qiocombustibles Los biocombustibles se consideraron como un potencial combustible para la automoción con un uturo brillante +llos est)n avan;ando r)pidamente como una nueva )rea de investigación para proporcionar uentes alternativas de energía renovable +l etanol y el metanol 7por e#emplos9 *ue se consideran como un ecelente biocombustibles y son altamente inlamables y hecha por ciertas levaduras 5e pueden hacer a partir de a;Icares vegetales o ibras vegetales Actualmente. Qrasil y ++UU representan casi el 0G de la producción mundial de biocombustibles Ambos países producen principalmente bioetanol 7++UU a partir de maí; y Qrasil a partir de caJa de a;Icar9 +l bioetanol es el biocombustible m)s utili;ado para aplicaciones de encendido por chispa 7gasolina9 del motor debido a las propiedades de auto-inlamabilidad similares a los de gasolina +n las próimas d/cadas. se espera *ue la demanda mundial de combustibles para el transporte a crecer signiicativamente en hasta un EEG en $080 en comparación con $00% +sto acelerar) el crecimiento de la demanda de biocombustibles. ya *ue se espera hacer una contribución cada ve; mayor para satisacer energía en el uturo necesidades de la humanidad 61 Los biocombustibles tienen muchas venta#as. como se *ueman muy limpia y entregar m)s potencia *ue la gasolina Los biocombustibles se consideran renovables. por*ue las plantas pueden cultivarse cada aJo ,esde el otro lado. son avorables al medio ambiente ,ado *ue. la materia prima de los biocombustibles son b)sicamente a;Icares vegetales disueltos en agua Pientras. los combustibles ósiles son hidrocarburos compuesta casi por carbono e hidrógeno +l principal desaío para el uturo es el desarrollo de los biocombustibles *ue no interactIan con la cadena alimentaria y de alta eiciencia en t/rminos de costos y energía 2ara m)s inormación sobre los biocombustibles. uno puede volver a Qrennan y 'Sende 6$ y 2ittman et al 68 $8$ Qiog)s +s un gas inlamable similar al gas natural consiste principalmente de una me;cla de gases. generalmente dióido de carbono y metano 5e hace por las bacterias cuando el aire o el oígeno est) ausente +l biog)s puede ser utili;ado en lugar de
gas natural para la caleacción y la cocina y se considera *ue es una uente de energía renovable +sto se debe a la producción de biog)s depende de la oerta de la hierba. *ue por lo general vuelve a crecer cada aJo +l biog)s se utili;a tambi/n en el campo del transporte 2or e#emplo. en 5uecia durante $00 unos 1E000 coches y cientos de autobuses y camiones estaban corriendo por biog)s +l biog)s se produce a partir de cuatro uentes principales 61 : 12lantas de tratamiento de aguas residuales $Los rellenos sanitarios 8Limpie;a de arroyos org)nicos residuales industriales %,igestión mesoílica y termoílica de los residuos org)nicos $88 Aceite vegetal @ienen una densidad de energía comparable. calor de vapori;ación y la relación aire " combustible este*uiom/trica con diesel mineral Los aceites vegetales en motores diesel llevan a un importante reducción de las emisiones de óidos de a;ure. monóido de carbono. humo y el ruido 6% $8% Qio-oil +s un marrón oscuro viscoso. corrosivo y )cido con olor a humo distintivo utili;ado como combustible para los hornos. turbinas de gas. motores diesel. calderas y motores estacionarios 5e obtienen a partir de madera seca al aire por licueacción alta presión 7H2L9 resultado en una me;cla comple#a de vol)tiles org)nicos )cidos. alcoholes. aldehídos. /teres. /steres. cetonas y componentes no vol)tiles +stos aceites pueden ser actuali;ados catalíticamente para dar un producto destilado org)nico *ue es rica en hidrocarburos y productos *uímicos Itiles Qio-aceite tiene una composición *uímica comple#a contenía productos *uímicos de biomasa lignocelulósica como Alcoholes " aldehídos. uranoids. pyranoids. ben;enoides. )cidos grasos ali)ticos y los hidrocarburos de alto peso molecular 6E Paa y Hanna 6! presentaron una revisión ehaustiva sobre la producción de biodiesel 5e reirieron *ue los aceites de cocina usados ueron utili;ados como materia prima para producirlo Hay cuatro ormas principales para
hacer biodiesel. uso directo y me;cla. microemulsiones. cra*ueo t/rmico 7pirólisis9 y transesteriicación 7alcoholisis9 +l m/todo m)s comInmente utili;ado ue de transesteriicación de aceites vegetales y grasas animales Llegaron a la conclusión de *ue. la reacción de transesteriicación se vio aectada por la relación molar de glic/ridos a alcohol. catali;adores. temperatura de reacción. tiempo de reacción y los )cidos grasos libres y el contenido de agua de aceites o grasasAsimismo. seJalaron *ue la adopción de proceso de transesteriicación continua y recuperación de glicerol de alta calidad de biodiesel subproducto 7glicerol9 se consideraron como opciones principales para reducir el costo de producción de biodiesel 5a#ith et al 6& se muestra eperimentalmente *ue el uso de partículas de óido de cerio nanom/tricas como aditivos en el combustible biodiesel se encontraron a la reducción sensiblemente los niveles de emisión de hidrocarburos y 4' / componentes +sto se produ#o mediante la me#ora de la oidación de hidrocarburos y la promoción de la combustión completa Pahmood y Hussain 6 se utili;aron nanobiotecnología para convertir de orma eperimental el t/ gastado en combustibles de hidrocarburos 7es decir. bioetanol. biodiesel y carbón vegetal9 como se muestra en la igura 1$ +l traba#o eperimental incluyó tres pasos para la conversión de t/ pasado en biocombustibles +n el primer paso. t/ agotado se gasiica utili;ando catali;ador de o-nano al 7800 > 9 y presión atmos/rica Rasiicación catalítica de t/ gastado dio 7!0G9 etracto lí*uido. 7$G9 y gases combustibles 71$G9 de carbón vegetal 2roductos gaseosos contenidos 7E8.08G9 etano. 78&.1G9 y metanol 7%.EFG9 metano +n el segundo paso del eperimento. etracto lí*uido de t/ gastado obtiene a partir de la gasiicación. en la transesteriicación dio 7%0&FG9 de /ster etílico 7biodiesel9 +n el tercer paso. N As(e#'illus ni'e# crecimiento NsN en el t/ pasado produ#o 7E&.%FG9 de bioetanol Llegaron a la conclusión de *ue el t/ gastado 7residuos sólidos9. no sólo se utili;a para la producción de biodiesel y bioetanol. sino tambi/n gases combustibles de hidrocarburos Roh et al 6F nanopartículas de óido de hierro incorporado en nanotubos de carbono de pared simple 75?4@s9 para producir nanotubos de carbono de pared simple magn/ticos 7m5?4@s9 +llos reciclan la en;ima inmovili;ada. hacia aplicaciones Itiles en los procesos de producción de biocombustibles 5us resultados. en combinación con las propiedades intrínsecas de los nanotubos. allanó el camino para una mayor eiciencia en biorreactores de nanotubos de carbono-en;ima. reducidos costos de capital en sistemas de en;imas industriales y me#orar la eiciencia de la producción de biocombustibles
Mig 1$ (epresentación es*uem)tica de la producción de biocombustibles a partir de t/ pasado Pahmood y Hussain 6 'pciones Migura
$8E Qiodiesel +s metilo o etilo /ster de )cido graso a base de aceites vegetales vírgenes o usados y grasas animales o grasa de cocina reciclada +l uso de biodiesel en motores diesel convencionales conduce a una reducción sustancial en la emisión de hidrocarburos no *uemados y monóido de carbono 7'9 +l biodiesel puro 7Q1009 es el combustible diesel de ba#o nivel de emisiones +l biodiesel tambi/n es considerado un combustible oigenado. lo *ue signiica *ue contiene una cantidad reducida de alto contenido de hidrógeno y oígeno *ue el diesel ósil de carbono y +sto me#ora absolutamente la combustión de biodiesel y reduce las emisiones de partículas de carbono no *uemadoAdem)s. la alta lubricidad del biodiesel se etiende la vida Itil de los sistemas de inyección de combustible. así como los componentes met)licos *ue tienen contactos desli;antes uno con el otro ?en et al 6F0 reali;ó un estudio eperimental sobre la preparación de KM " a'
nanocatali;adores y su aplicación en la producción de biodiesel a partir de aceite de semilla de sebo chino Los eectos de las dierentes condiciones de preparación sobre el rendimiento de biodiesel ueron investigados y la estructura del catali;ador se caracteri;ó Llegaron a la conclusión de *ue el rendimiento biodiesel se alcan;ó hasta F!.G en presencia de KM " a' nanocatali;adores y podría utili;arse de manera eiciente para convertir el aceite con valor )cido superior en biodiesel Hu et al 6F1 utili;aron un sólido catali;ador b)sico nano-magn/tica 7KM " a'-Me 8 ' % 9 para la producción de biodiesel Los resultados indicaron *ue. cuando se llevó a cabo la reacción a 7!E > 9 con una relación de metanol " aceite molar de 1$: 1 y una concentración de catali;ador de 7%G en peso9. el rendimiento de biodiesel superó el FEG en 8 h de reacción tiempo Llegaron a la conclusión de *ue el catali;ador de base sólida nano-magn/tico utili;ado en la preparación de biodiesel dio una buena perspectiva de su desarrollo y aplicación ]iu et al 6F$ reali;ó un estudio eperimental para preparar una heterog/nea nanocatali;adores base sólida para la transesteriicación del aceite de so#a con metanol a biodiesel Los resultados eperimentales mostraron *ue una proporción 1!: 1 molar de metanol al aceite. !.0G de catali;ador. !0 > y la temperatura de reacción $ h @iempo de reacción dio los me#ores resultados y el rendimiento de biodiesel de aproimadamente 7F.08G9 se logró Kaur y Ali 6F8 preparados de litio impregnado de óido de calcio y lo utili;ó como un catali;ador sólido para la producción de biodiesel a partir de la transesteriicación de aceites . utili;ando 1$: 1 relación molar de metanol a aceiteLlegaron a la conclusión de *ue el biodiesel se produce de manera eiciente por su m/todo Tan et al 6F% desarrolló un concepto novedoso y m/todo pr)ctico para la producción de alto rendimiento de biodiesel con un rendimiento del FEG a partir de la grasa para la esteriicación de un solo recipiente y transesteriicación mediante el uso de lipasas en t)ndem Los resultados mostraron *ue el sistema t)ndem-lipasas desarrollado dio un gran potencial para la producción de biodiesel a partir de grasa de residuos hen et al 6FE investigado eperimentalmente la posibilidad de utili;ar bien dispersadas nanopartículas de óido de circonio sulatados como catali;adores de alta eiciencia para la producción de bis 7indolil9 metanos y biodiesel @ambi/n se propuso *ue el mecanismo de la ormación de las nanopartículas de óido de circonio sinteti;ados (endimientos satisactorios y la relación de esteriicación se obtuvieron ba#o condiciones de reacción óptimas 4go et al 6F! reali;ó una transormación eiciente y verde de la grasa
residual *ue contiene gran cantidad de )cidos grasos libres a un combustible biodiesel utili;ando agregados nanobiocatalyst magn/tica altamente activos y )cilmente reciclables Llegaron a la conclusión de *ue este m/todo dio de alto rendimiento 7FG9 la producción de un solo recipiente de biodiesel a partir de grasa con una ecelente reciclabilidad [hang et al 6F& utili;ado eperimentalmente el catali;ador nanoestructurado a base de carbono con una densidad de )cido medio para la producción de biodiesel por destilación catalítica Llegaron a la conclusión de *ue la síntesis de biodiesel producido era prometedora y )cil de ampliicar. por evitar algunos inconvenientes de los m/todos disponibles anteriores Hipólito y col 6F producidos eperimentalmente el combustible biodiesel utili;ando nanotubos de titanato de sodio 75@4@9 como catali;ador 5e encontró *ue el catali;ador 75@4@9 no re*uiere un pre-tratamiento t/rmico de alta temperatura 7de activación9 antes de la reacción de transesteriicación 'btuvieron un rendimiento de alta biodiesel 7F&-100G9 con el uso 75@4@9 despu/s de una reacción *uímica de h Llegaron a la conclusión de *ue el aumento en la temperatura de reacción a 7100-1$0 > 9 tuvo un eecto positivo sobre el rendimiento de biodiesel KonSar et al 6FF presentó una reseJa sobre los Iltimos acontecimientos en la producción de biodiesel utili;ando catali;adores basados en el carbono Dndicaron *ue las dos reacciones clave en la producción de biodiesel ueron la esteriicación y transesteriicación 5e mencionó *ue el uso de 7A9 catali;adores a base de carbono en estas reacciones abiertas las puertas para la minimi;ación de costos y la producción de biodiesel con el medio ambiente mediante la eliminación de los problemas asociados con los es*uemas de reacción utili;adas convencionalmenteLlegaron a la conclusión de *ue el catali;ador #ugó un papel importante en la producción de biodiesel y el uso *ue hi;o *ue la producción de biodiesel m)s NverdeN uno $% iento turbinas de energía " viento La energía eólica es otro tipo de energías renovables *ue se pueden deinir como el uso del viento como uente de energía Un sistema de energía eólica 7es decir. la turbina de viento9 convierte el 7en movimiento9 de la energía cin/tica del viento en energía mec)nica o el/ctrica *ue puede ser utili;ada para uso pr)ctico ,e hecho. las turbinas eólicas no es necesario para *uemar el combustible 2or lo tanto. se consideran respetuosos con el medio ambiente ,esde el otro lado. el viento est) conectado al sol. así como el sol brilla eiste el viento sobre la tierra Los eectos de la energía eólica en el medio ambiente en general son
menos problem)ticos *ue los *ue resultan de otras uentes de energía (ecientemente. m)s de $8 mil millones de
carburado era claramente identiicable y mostraron una evidencia de desgaste abrasivo signiicativo La pista de desgaste en la supe ricie borocarburi;ed era mucho menos perceptible y la supericie dentro de la pista de desgaste ue m)s suave *ue la supericie circundante Llegaron a la conclusión de *ue un aditivo de nitruro de boro-nano coloidal en un aceite del engrana#e comercial reaccionó *uímicamente con la supericie boruradas para ormar un triboilm protectora desgaste Adem)s. las supericies boruradas me#oran las propiedades mec)nicas de la capa supericial. *ue conduce a me#orar la resistencia al desgaste
Mig 18
Picrograías ópticas de la huella de desgaste en: 7a9 b orocarburi;ed supericie plana y 7b9 carburado supericie plana Rreco et al 610E 'pciones Migura
$E +nergía geot/rmica La energía geot/rmica se puede deinir como la energía t/rmica a partir de la etracción de la corte;a terrestre s *ue varía en longitud entre E y 10 9. medio 7100-1E0 > 9 y alta temperatura 7\ 1E0 > 9. mientras *ue etraen utili;ando un intercambiador de calor de tierra 610! +l gradiente geot/rmico. *ue es la dierencia de temperatura entre el nIcleo de la tierra y su supericie. impulsa una conducción continua de energía t/rmica en orma de calor desde el nIcleo hasta la supericie ,esde el otro lado. nanoluidos se pueden utili;ar como un luido de traba#o para etraer energía desde el nIcleo tierra y se procesan en un sistema de planta de energía para producir grandes cantidades de energía de traba#o 6&! La energía geot/rmica tiene varias aplicaciones 2or e#emplo. las aplicaciones de caleacción de distrito utili;an las redes de agua caliente por tubería para calentar muchos ediicios a trav/s de comunidades enteras P)s de &$ países han reportado el uso directo de la energía geot/rmica Dslandia es el líder mundial en el sobre 7F8G9 de sus casas se calientan con la energía geot/rmica 2or esta ra;ón. Dslandia ahorrando m)s 7100 millones V9 al aJo en importaciones de petróleo evitado Adem)s. ahora se considera uno de los países m)s limpios de todo el mundo debido a las aplicaciones de energía geot/rmica 610& ,e hecho. las plantas de energía geot/rmica pueden operar $% horas al día. proporcionando la capacidad de carga base. y la capacidad potencial mundial de generación de energía geot/rmica se estima en 7E R?9 en los próimos 80 aJos 2ero. la energía geot/rmica es accesible sólo en )reas limitadas del mundo. incluyendo los +stados Unidos. Am/rica entral. _rica 'riental. Dslandia. Dndonesia y Milipinas 610 5in embargo. el mayor desaío encontrado en la utili;ación de la energía geot/rmica es la eigencia de peroraciones proundas *ue a menudo causan temblores o
terremotos 4anoluidos puede encapsular o absorber sustancialmente órdenes superiores de energía en comparación con los luidos t/rmicos normales +sta observación abre un abanico de perspectivas uturas de investigación de la utili;ación de peroraciones proundas para utili;ar menos energía geot/rmica como menciona Ranguly 610F $! La energía mareomotri; " agua A medida *ue la @ierra gira sobre su e#e. *ue gira a trav/s de la protuberancia de la marea oce)nica planteada por la Luna +sto conduce a la subida conocida y la caída de las mareas. aproimadamente en 1$.E h intervalos a lo largo de la costa +ste proceso se repite todos los días. por lo *ue la energía de las mareas representa otra uente de energía renovable 6110 +n general. la energía del agua puede ser considerado como una gran uente de energía renovable por dos motivos ra;onables La primera es alrededor del &0 por ciento de la supericie terrestre est) cubierta por agua +l segundo. *ue el potencial mundial de s para energía de las olas es aproimadamente 710000-1E000 @? h9 por aJo La energía obtenida a partir de las olas del mar se puede utili;ar en la desalini;ación del agua. la producción de hidrógeno. la minería marina. lí*uidos y combustibles sinteti;ados saciados sólidos y producción de hielo 6111 Puy recientemente. ]u et al 611$ se eplica en su opinión de *ue la nanotecnología oportunidades para desarrollar sistemas de abastecimiento de agua de Iltima generación orece +plicaron *ue los nano-materiales tenían muchas propiedades etraordinarias. como gran )rea supericial. otosensibilidad. actividad catalítica y antimicrobiano. electro*uímica. óptica y propiedades magn/ticas *ue proporcionaron características Itiles para muchas aplicaciones tales como sensores para la vigilancia de la calidad del agua. los adsorbentes de la especialidad. la desinección solar " descontaminación. y las membranas de alto rendimiento Llegaron a la conclusión de *ue el desarrollo de la nanotecnología debe ir en paralelo con la salud ambiental y la investigación de seguridad para desarrollar una gestión sostenible del agua
8 onclusiones +l presente traba#o orece una visión integral y la comprensión de aplicaciones de la nanotecnología en el campo de las energías renovables 7 @abla 1 . @abla $ . @abla 8 .@abla % y @abla E 9 2or e#emplo. la nanotecnología hace una gran revolución en el tamaJo y el diseJo de dispositivos de energía renovables
utili;adas para la conversión de energía y almacenamiento. monitoreo ambiental. así como la ingeniería verde de materiales respetuosos con el medio ambiente 5e muestra *ue. nanomateriales #uegan un papel signiicativo en la vida humana. proporcionando una energía barata y limpia. *ue ahora est) convertido en una industria global Algunas conclusiones importantes se resumen a continuación: 1+l uso de nanomateriales en el campo de la energía renovable puede desempeJar un papel crucial en el aumento de la eiciencia de las c/lulas solares. pilas de combustible y la turbina de viento $La nanotecnología puede me#orar la capacidad de los países desarrollados para reducir el impacto ambiental de la *uema de combustibles ósiles para producir energía 8La nanotecnología hace un importante reducciones en el costo de los componentes caros. como las c/lulas solares. así como en las )reas de producción y almacenamiento de hidrógeno %La nanotecnología puede ser considerado como un elemento clave de la utili;ación de la energía de hidrógeno en aumento EQio industria de combustibles me#orado en gran medida mediante la utili;ación de nano-praticles !5e necesitan m)s investigaciones para estudiar el eecto de la nanotecnología en la geot/rmica. eólica y las energías de las mareas. ya *ue el nImero de artículos publicados en estos campos son muy limitados en comparación con los documentos correspondientes relacionados con los otros tipos de las energías renovables &+l rendimiento de la turbina de viento puede ser me#orada signiicativamente mediante el uso de nano-partículas Adem)s. aumentan la vida de las turbinas de viento mediante el aumento de su resistencia al desgaste. allo por atiga y las condiciones de uncionamiento severas
