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Electrolizador operando. Hasta el momento produce 15 L H2/h.

En el desarrollo del electrolizador participaron varios estudiantes de licenciatura, maestría y doctorado. Se trabajó en el diseño mecánico, la simulación de los campos de flujo en Ansys Fluent empleando modelos de flujo a dos fases, el maquinado de piezas en CNC, el sistema de sellos, la integración de piezas y pruebas de operación. Investigador a cargo: Dr. Luis Carlos Ordoñez López.

Boletín Digital Lenerse. Año 1, No. 3. Diciembre 2012.

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Editorial

LENERSE

C ontenido

D irectorio

Este B imestre

Challenges in New Materials Development for Sustainable Energy and Transport

Tiempos de cambio

Instantáneas

Estamos en una época de cambios políticos.

Pero también estamos en los últimos meses del proyecto Lenerse. Este proyecto, el Laboratorio de Energías Renovables del Sureste, contó en sus tres años de duración con decenas de participantes y cientos de involucrados.

Este gran grupo de gente entusiasmada, trabajando en conjunto para un mismo objetivo, ha llegado a importantes logros y avances, en términos de la ciencia, la tecnología, la capacitación y la formación de recursos humanos, la divulgación y la vinculación en el tema de la energía renovable. En estos meses de cambios, la gran pregunta ahora es ¿Pero, qué sigue?

Me parece que somos muchos que estamos

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convencidos que se requieren soluciones para los problemas de nuestra sociedad que sean verdes y sustentables. Pero además, estas soluciones deben ser rentables. Sabemos que nuestro mundo gira alrededor de la economía.

Entonces, es hora de poner a trabajar la economía a nuestro favor.

Quisiera hacer énfasis en el concepto de la “Responsabilidad”, desde el punto de vista humanista: cada persona es responsable por los actos que realiza, pero también por los que nunca realizó. En mi interpretación, esto significa que cada persona debe hacer lo mejor que pueda, para lograr una mejor sociedad. ¿Qué

Se incrementará al 16.7 % la energía eólica en el mundo para el 2017 México logrará ser líder mundial en sustentabilidad y energía renovable Firman México – Ecuador acuerdo de cooperación energética Anuncian la primera planta de generación de electricidad de 30 MW en Cuba a partir de biomasa

implica? Trabajar de forma honesta para el bien común, colaborar, compartir, difundir, educar y participar.

Un mundo más justo, más verde y más sustentable.

Esto beneficiará a todos nosotros, pero más a nuestros hijos. Sin embargo, para lograrlo, requerimos de nuevas ideas, entusiasmo, dedicación, experiencia, y, tal vez, una cierta dosis de cabeza dura. Más importante: requiere pensar fuera de lo común, “out of the box”.

Nuestro recurso más valioso, no se encuentra en el petróleo o el oro, sino en nuestro potencial humano.

ID

Hidrógeno ¿El combustible del futuro, hoy?

Encuentros

M. C. María Antonieta Saldívar Chávez A

la

Vanguardia

Instalan sistemas fotovoltaicos a viviendas de interés social en Cancún C ompendio Energético

Bacterias productoras de energía... ¿Una nueva alternativa?

Girasol: Inspiración para mejorar la eficiencia de sistemas energéticos solares

Dra. Mascha A. Smit Coordinadora Lenerse

Dra. Daniella Esperanza Pacheco Catalán Coordinadora boletín / Editora

Mtro. Francisco Abelardo Cutz Verdejo Editor

Lic. Daniela Huda Tarhuni Navarro

Redacción y revisión de textos

Lic. Norma Marmolejo Quintero Diseño editorial

M.E. Gabriela Herrera Martínez Cuidado editorial

Fotografía de portada: Electrolizador operando.

Luis Carlos Ordóñez Boletín Lenerse es el boletín digital bimestral del Laboratorio de Energías Renovables del Sureste, dirigido a los integrantes de las instituciones que lo conforman, así como al público en general, interesado en los temas de energías renovables.

Lo edita la Unidad de Energía Renovable del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. (CICY), con oficinas en Calle 43 # 130, Col. Chuburná de Hidalgo, C.P. 97200, Mérida, Yucatán, México.

Tel.+52 (999) 942-8330 Ext. 322 y 332. contacto@lenerse.com.mx

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Este B imestre

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Challenges in New Materials Development for Sustainable Energy and Transport Del 9 al 13 de julio, se llevó a cabo en la ciudad de Mérida, Yucatán, el congreso “Challenges in New Materials Development for Sustainable Energy and Transport” como parte del 9th International Symposium on New Materials and Nano-Materials for Electrochemical Systems y del XII Congreso Internacional de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno. El evento estuvo a cargo de la Sociedad Mexica del Hidrógeno con la participación del CICY y el Cinvestav, como parte del comité organizador local.

Se impartieron los siguientes cursos: From ordered to disordered structures in the chalcogenide materials for electrocatalysis, a cargo del Dr. Nicolás Alonso Vante, de la Universidad de Poitiers, Francia.

Synthesis and characterization of nanomaterials for application in energy, a cargo del Dr. Gerko Oskam y del Dr. Geonel Rodriguez Gattorno, del Cinvestav-Mérida, México.

Principios básicos de los inventarios de gases de efecto invernadero, a cargo de la Dra. Mascha Smit y de la M.C. Arely Erosa, del CICY, México.

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Plenarias de talla internacional: Synthesis of substituted pyrochlores for hydrogen production from liquid fuels, por el Dr. James J. Spivey, de la Universidad Estatal de Luisiana, USA. Challenges in the firstprinciples design of electrocatalyst materials for fuel cells, por la Dra. Perla B. Balbuena, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Texas A&M. Solar energy conversion and environmental remediation using Inorganic semiconductorLiquid Interface: The Road Travelled and way forward, por el Dr. Krishnan Rajeshwar,

de la Universidad de Texas en Arlington, USA. Nanomateriasl for oxygen reduction reaction: metal center and substrate effects, por el Dr. Nicolas Alonso Vante, de la Universidad de Poitiers, Francia.

A combinatorial and distributed search for semiconducting oxides that photoelectrolyze water, por el Dr. Bruce Parkinson, del Departamento de Química de la Universidad de Wyoming.

Breakthrough performence from steam reformers using foil supported cataysts, por el Dr. William Wittenberger.

Al evento asistieron un total 127 participantes, de los cuales 86 fueron nacionales, 27 de la localidad y 14 extranjeros (Canadá, Colombia, España, Estados Unidos de América, Francia, India, Turquía y Portugal).

Se contó con la participación de patrocinadores gubernamentales, tales como el Conacyt y el Gobierno del Estado de Yucatán; asimismo, se contó con la asistencia de al menos ocho empresas.

Se presentaron alrededor de 132 trabajos de investigación de vanguardia en los temas de celdas de combustible, celdas de combustible microbianas, celdas fotoelectroquímicas, producción y almacenamiento de hidrógeno, supercondensadores electroquímicos, integración de sistemas y aspectos comerciales.

Asimismo, como parte de las actividades se llevó a cabo el concurso “Premio Estudiantil de la Sociedad Mexicana del Hidrógeno – Biologic USA 2012” en el cual se entregó un premio en efectivo para cada una de las modalidades de ponencia y cartel: Licenciatura, $ 1,000.00 MN; maestría, $1,500.00 MN, y doctorado, $2,000.00 MN. Los trabajos ganadores del concurso fueron:

Modalidad Cartel Nombre

Categoría

Renán Andrés Escalante Quijano

Licenciatura

Eduardo Fuentes Quezada

Maestría

Rodolfo López Chávez

Doctorado

Titulo del trabajo Influence of the properties of TiO2 nanomaterials on the performance of Dye- Sensitized Solar Cells Kinetic study of Pt H3PMo12O40 for methanol electroxidation Capacitance improvement based on cell design

Modalidad Ponencia Nombre

Categoría

Titulo del trabajo

Armando Yunez Cano

Licenciatura

Integration of solar-hydrogen technologies for sustainable housing

Aldo Baltazar Contreras Terán

Maestría

Roadmap for hydrogen technology in urban public transport in the metropolitan area of Merida, Yucatán

Diana C. Martínez Casillas

Doctorado

Design and manufacture of a PEMFC stack using Pd5Cu4Pt/C as cathodic electrocatalyst

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Próximamente

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Mexico Wind Power

Del 30 al 31 de enero de 2013 se llevará a cabo “Mexico Wind Power” en el Centro Banamex, un evento de exhibición en el que además se realizará un congreso internacional, lo que sin duda, resultará en una oportunidad de negocio para la industria eólica.

El evento es organizado por la Asociación Mexicana de Energía Eólica, A.C (AMDEE), el Consejo de Energía Eólica Global (GWEC, por sus siglas en Inglés) junto con E.J. Krause & Associates, compañía desarrolladora de foros internacionales de negocios en México.

Para mayor información: http://www.mexicowindpower.com.mx

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Instantáneas

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Se incrementará al 16.7 % la energía eólica en el mundo para el 2017 La Agencia Internacional de la Energía (IEA) estima que a pesar de la situación económica que presentan algunos países, se incrementará la generación de energía eléctrica por medio de energía eólica en tierra hasta alcanzar el 16.7% del total de generación a nivel mundial para el 2017, es decir, que para la fecha señalada podrán alcanzarse los 6.400 TWh. Esto se debe a que la energía eólica actualmente es considerada ya una tecnología renovable madura, lo cual permite llegar a disminuir sus costos logrando ser competitiva en algunos casos con las tecnologías convencionales.

La IEA menciona que la actual posición que presenta la energía eólica

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es producto de un largo camino trazado, debido al gran empuje que se le dio a esta tecnología, iniciado en Dinamarca en 1980, el cual contemplaba un buen programa nacional con fondos para la investigación y el desarrollo, acompañado de la creación de una industria especializada, así como de nuevas políticas públicas, logrando desarrollar tanto tecnología propia como la creación de un nuevo mercado.

En el mismo reporte, la EIA menciona que empieza a existir a nivel mundial mayor dinamismo en el terreno de las diferentes tecnologías de energía renovable, lo cual beneficiará al mercado; sin embargo, aún hay mucho por hacer y algunos retos que podrían vencerse mediante incentivos a nivel gubernamental.

Referencias

http://www.ecoticias.com/ energias-renovables/68614/ energia-eolica-supondraconsumo-electrico-planeta fecha de acceso 3 de agosto del 2012.

México logrará ser líder mundial en sustentabilidad y energía renovable El pasado 13 de julio, en el marco del Ecofilm Festival 2012, el secretario de Energía, Jordy Herrera, anunció que México logrará ser líder mundial en sustentabilidad y energía renovable, ya que en la actualidad, México es el único país en vías de desarrollo que cuenta con un plan estratégico de cambio climático, considerado como ley, y cuenta además con un programa de energía renovable en el que se contempla que para el 2025 el 35 % de la energía

eléctrica que se genere provenga de fuentes renovables.

Dentro de los planes que se tienen para alcanzar esta meta, es que en un par de años la generación de energía eólica llegue a los 5000 MW con proyectos que se desarrollarían en otros estados de la República como Tamaulipas, Baja California, Zacatecas, Puebla y Jalisco. Asimismo, se tiene contemplado impulsar la energía geotérmica para volver a alcanzar el liderato.

Referencias

http://www.milenio.com/cdb/ doc/noticias2011/2cc86bb6 35c76a55ce4cb0295a5cbfd9 fecha de acceso 3 de agosto del 2012-08-07 Boletín de Prensa 045, Secretaría de Energía http://www.sener. gob.mx/webSener/portal/ Default.aspx?id=2262 fecha de acceso 3 de agosto del 2012-08-07

Tracking Clean Energy Progress. Energy Technology Perspectives 2012 excerpt as IEA input to the Clean Energy Ministerial; International Energy Agency

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Instantáneas

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Firman México – Ecuador acuerdo de Cooperación energética El pasado 12 de julio el Instituto de Investigaciones Eléctricas (IEE), de México, y el Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables (INER), de Ecuador, firmaron un Convenio Marco de Cooperación en materia de eficiencia energética y energías renovables, orientado al desarrollo de la investigación y la formación científica aplicada, la transferencia de tecnología, el desarrollo profesional del personal de ambas entidades y la prestación de servicios.

Cabe señalar que existe desde tiempo atrás una estrecha colaboración entre los dos países. Ejemplo de ello es la presencia de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) en proyectos estratégicos como el que actualmente se está realizando: la hidroeléctrica Coca Codo Sinclair, el proyecto más emblemático e importante de infraestructura en Ecuador, que tendrá una capacidad de generación de 1500 megawatts (MW), en el que la CFE realiza la supervisión tanto de la construcción como de los diseños.

Representantes de ambas instituciones concuerdan que este tipo de acuerdos benefician a ambos países en el tema de energético, pues se contempla el intercambio y el desarrollo de proyectos conjuntos de investigación y el establecimiento de los mecanismos e instrumentos para el intercambio de experiencias y de información automatizada, técnica, científica y metodológica.

Anuncian la primera planta de generación de electricidad de 30 MW en Cuba a partir de biomasa Dentro de las actividades de la XXX Feria Internacional de La Habana (FIHAV 2012) el presidente de la empresa Zerus, S.A. anunció la creación de una empresa mixta cubanobritánica a través de la participación del Zerus, S.A., sociedad del Grupo Azucarero AZCUBA, y Havana Energy Ltd. Esta empresa será la encargada de poner en marcha la primera planta de biomasa de 30 MW. Para ello, se prevé una inversión de, al menos,

50 millones de dólares. La planta se encontrará en la provincia de Ciego de Ávila, a unos 400 km de La Habana, y se contempla que a principios del 2015 inicie su operación. La planta de biomasa será alimentada con el bagazo de la fábrica azucarera durante la temporada de la cosecha de caña y con marabú, una maleza leñosa invasora que cubre grandes áreas del país caribeño, lo que representa una ventaja adicional al emplearse como materia prima en la generación de energía.

Fuentes:

http://www.trabajadores.cu/ news/20121110/2513152produciran-energia-partir-demarabu fecha de acceso 16 de noviembre del 2012 http://fanalcubano.blogspot. mx/2012/11/fihav-2012sector-azucarero-rubrica. html fecha de acceso 16 de noviembre del 2012

Referencias

http://saladeprensa.cfe. gob.mx/boletin/index. alia?docID=8619&secID=2 fecha de acceso 3 de agosto del 2012. http://www.oem.com.mx/ elsoldemexico/notas/ n2615557.htm fecha de acceso 3 de agosto del 2012.

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Hidrógeno ¿El combustible del futuro, hoy?

Parte uno: Generación de hidrógeno sustentable

Hasta el momento el hidrógeno se presenta como una alternativa energética a futuro que resolvería muchos de los problemas ambientales que existen a nivel mundial como resultado de la combustión de carburantes fósiles.

Sin embargo, el desarrollo de un sistema energético basado en el hidrógeno requiere de resolver tareas pendientes respecto a las fuentes de obtención, producción, separación, almacenamiento y distribución, que logren por un lado ser económicamente factibles y por otro cubrir nuestras necesidades energéticas.

Antes que nada, se debe de tener en cuenta que el hidrógeno es un vector energético y no una fuente de energía primaria, por lo que debe ser producido para su utilización. El hidrógeno puede producirse a partir del carbón (gasificación), gas natural y propano (reformado, oxidación parcial), fracciones del petróleo (deshidrociclización, descomposición pirolítica), agua (electrólisis) y biomasa (gasificación, conversión biológica).

Asimismo, el hidrógeno puede obtenerse a través de fuentes renovables, ya sea mediante una sola tecnología o por medio de sistemas híbridos. La competitividad relativa entre las diferentes opciones depende de la producción a escala, pureza, fuentes de energía disponibles y el nivel de madurez de las tecnologías.

Molécula de Hidrógeno

El uso del hidrógeno en nuestra vida diaria no representa nada nuevo, ya que en la actualidad se requiere de grandes cantidades de hidrógeno en las industrias

química, petroquímica y alimenticia. Sin embargo, si contempláramos en este momento utilizarlo para satisfacer una parte de nuestra demanda energética, tendríamos que hacer frente a una gran demanda de hidrógeno, y seguir cubriendo las otras necesidades industriales.

Dentro de las formas de obtención de hidrógeno potencialmente sustentables se encuentra la generación por medio de: 1) procesos bioquímicos de microalgas en condiciones específicas de crecimiento, siendo la fotosíntesis el principal proceso involucrado; 2) la electrólisis, por medio de la disociación o “ruptura” de la molécula del agua H2O, y 3) la biomasa, por medio de la degradación de compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales, bien sea por procesos de fermentación anaerobia o celdas de electrólisis microbiana (CEM) mediante un consorcio o grupo de microorganismos electroquímicamente activos, principalmente bacterias .

El proceso de bioelectrólisis a través de dispositivos tipo CEM busca transferir electrones de su metabolismo a un aceptor final que, en este caso, sería un ánodo. De esta manera, los electrones pueden ser dirigidos al otro electrodo (cátodo) mediante un circuito externo, sin embargo, la fuerza electromotriz que se origina no es la suficiente para que este flujo de electrones se lleve a cabo, por lo que es necesario aplicar una energía adicional mediante una fuente de poder externa. Mientras ocurre el flujo de electrones liberados del ánodo al cátodo, un número igual de protones (H+), que son un producto del metabolismo de los microorganismos, permea a través de una membrana de intercambio protónico (PEM, por sus siglas en Inglés), reduciéndose en la superficie del platino del cátodo, el cual se utiliza como electrocatalizador, para formar finalmente hidrógeno (Fig. 1).

Figura 1. Representación esquemática de producción de hidrógeno a través de la electrólisis microbiana (esquema basado en International Journal of Hydrogen Energy. 2006; 31(12):1632-40).

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En el proceso de obtención de hidrógeno por medio de la electrólisis, el hidrógeno puede obtenerse por medio de diferentes métodos, como electrólisis alcalina, electrólisis de vapor de agua de alta temperatura y membranas de intercambio protónico (PEM). En el primer caso, el electrolito es líquido, mientras que en los dos últimos casos, el electrolito es sólido.

De estas tres tecnologías mencionadas, una de las alternativas más prometedoras es la utilización de electrolizadores de membrana intercambiadora de protones (PEM), debido a que brinda ventajas como ser sistemas compactos, la posibilidad de ser modulares, de bajo mantenimiento,y, junto con las celdas de combustible, son la opción sustentable al generar el hidrógeno in situ para que la celda de combustible produzca energía eléctrica.

Aun con todo, hasta el momento los costos son elevados.

Una de las razones principales de esto es que tanto los electrolizadores como las celdas de combustible utilizan metales nobles como electrocatalizadores, como el platino o rutenio, por lo que existe un gran interés por desarrollar nuevos materiales electrocatalíticos de menor costo y sustentables.

Figura 2: Esquema del funcionamiento de una celda de electrólisis tipo PEM

Un electrolizador de membrana intercambiadora de protones cuenta con colectores de corriente, el ensamble membrana-electrodo que es el corazón del sistema, ya que está compuesto por los dos electrodos (ánodo y cátodo), un depósito del material electrocatalizador dispersado sobre la superficie de los electrodos, y entre estos, la membrana intercambiadora de protones, que como su nombre lo indica, es el sitio en donde se realiza la migración de protones de un electrodo a otro, mientras los electrones obtenidos de la disociación o “ruptura” de las moléculas fluyen mediante un circuito externo (Fig. 2).

Las reacciones que ocurren en cada uno de los electrodos durante el proceso de electrólisis con membrana intercambiadora de protones, se realiza de la siguiente forma: Ánodo: H2O → 2H++ ½ O2 + 2e-

(1)

Cátodo: 2H++2e- → H2

(2)

Con base en las consideraciones termodinámicas, esta reacción en condiciones estándar requiere de una diferencia de potencial de 1.23 V; sin embargo, esta diferencia de potencial, como se encuentra en equilibrio, para la realización de la electrólisis se requerirá una diferencia de potencial mayor, la cual dependerá de los materiales empleados como electrocatalizadores, por lo que será necesario aplicar esta diferencia de potencial por medio de una fuente externa.

Actualmente, se han desarrollado en la Unidad de Energía Renovable prototipos didácticos de Celdas de Combustibles Reversibles (Fig. 3); también se trabaja en nuevos electrocatalizadores para estas celdas de preferencia sin platino, que logren incrementar su eficiencia tanto cuando opera como electrolizador como cuando opera como celda de combustible.

En años recientes se ha dirigido la mirada a dispositivos que puedan realizar el proceso de electrólisis y posteriormente utilizar el hidrógeno obtenido para generar energía eléctrica al cambiar la polaridad o sentido de la reacción. A estos dispositivos se les denomina Celdas de Combustibles Reversibles (URFC, por sus siglas en Inglés).

De igual manera que en los electrolizadores de membrana intercambiadora de protones, estos cuentan con colectores de corriente y el ensamble membrana-electrodo. La ventaja que presentan es que permiten generar un hidrógeno de alta pureza, la integración en un solo dispositivo a los dos procesos evitando en cierta forma la pérdida energética y disminuyendo el volumen del dispositivo.

Figura 3. Prototipo didáctico de celda de combustible reversible y supercondensadores, elaborado en la Unidad de Energía Renovable del CICY

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También se desarrollan prototipos de electrolizadores de membrana polimérica de intercambio protónico (PEM-WE). Para ello se diseñan las arquitecturas de los campos de flujo de los platos bipolares y platos terminales mediante la simulación del flujo a dos fases (agua y gases generados: O2 o H2) con el método de elemento finito en el programa ANSYS FLUENT®. Se prueban distintos materiales poliméricos para el sistema de sellos, se incorporan

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diferentes materiales sinterizados de metálicos como difusores. Al mismo tiempo, se desarrollan nuevos materiales electrocatalíticos para la reacción de evolución de oxígeno, la reacción más compleja de la celda, en los cuales se incorporan como soportes catalíticos óxidos mixtos, materiales compuestos C-óxidos metálicos y nuevas fases activas bimetálicas en las que se evita o se reducen los contenidos de elementos costosos como Pt, Pd o Ir.

Asimismo, en la parte de generación de hidrógeno por medio de procesos biológicos, actualmente se trabaja en el diseño de Celdas de Electrólisis Microbiana (CEM), el estudio de los procesos fermentativos de degradación de la materia orgánica, los consorcios microbianos implicados y las cepas específicas para su producción. El estudio de los factores mencionados permitiría potenciar los procesos específicos que conlleva la generación de hidrógeno.

http://www.costaricaecopower.com/wp-content/uploads/2010/06/ Fuelcellsinarow.jpg

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Dra. Liliana Alzate Gaviria (SNI I)

Especialista en fermentación anaerobia de polímeros naturales; tecnologías de conversión biológica mediante procesos de digestión anaerobia a partir de fracción orgánica de residuos sólidos y líquidos urbanos para la obtención de biocombustibles como biohidrógeno, biometano y bioetanol; energía renovable aplicada en el área de generación de electricidad y depuración de aguas residuales a partir de Celdas de Combustible Microbianas (CCM), celdas de sedimentos y celdas electro biocatalizadas para la generación de hidrógeno.

Dr. Luis Carlos Ordóñez López (SNI I)

Especialista en el desarrollo de nuevos materiales electrocatalíticos para celdas de combustible, polímeros conductores y bioenergía.

Dra. Mascha A. Smit (SNI II)

Especialista en electroquímica de polímeros electroconductores; tecnología del hidrógeno y celdas de combustible; inventarios de emisiones de gases de efecto invernadero. Es directora de la Unidad de Energía Renovable.

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Encuentros

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Entrevista M. C. María Antonieta Saldívar Chávez Directora Adjunta de Desarrollo Regional Conacyt

En su reciente visita a la ciudad de Mérida, con motivo de los avances del Parque Científico Tecnológico de Yucatán, del Sistema de Investigación, Innovación y Desarrollo Tecnológico del Estado de Yucatán (Siidetey), Boletín Lenerse tuvo la oportunidad de platicar con ella acerca de los proyectos Fordecyt del Conacyt, al cual pertenece el Laboratorio de Energías Renovables del Sureste (Lenerse).

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La Mtra. Saldívar nos comenta que los proyectos Fordecyt surgen debido a que existía la necesidad de incentivar y/o fortalecer el desarrollo científico, el tecnológico y la innovación de manera cercana y específica en las diferentes regiones del país, ya que las condiciones de desarrollo son muy diversas en el territorio nacional, por lo que Conacyt, al realizar un análisis al respecto, lanzó su primera convocatoria

en el 2009, apostando al financiamiento de proyectos “grandes” acordes a las necesidades de las regiones del país, mediante los cuales se logre un impacto importante en la sociedad de la región.

Ella nos comenta que el Lenerse fue parte de la primera generación de estos proyectos financiados a través de Conacyt, debido a que fue uno de los pocos que logró

entender la propuesta de crear grupos académicos interinstitucionales que trabajen en temas actuales y de suma importancia regional, como es el caso de la Energía Renovable, que cuenten con una visión de desarrollo de tecnología propia y, aunado a esto, lograr el acercamiento con el sector empresarial.

Le preguntamos cómo el Conacyt ha visto la evolución del proyecto Lenerse y si este ha cumplido con las expectativas que se plantearon inicialmente.

Comenta que hasta hasta la primera etapa el proyecto Lenerse ha cumplido con las expectativas que se tenían para este tipo de proyectos; tan es así, que se está preparando una publicación en donde se realiza un compendio de algunos de los proyectos Fordecyt con resultados muy interesantes a manera

de ejemplo y, entre ellos se encuentra el caso del proyecto Lenerse.

Finalmente, mencionamos que, como es sabido, todo proyecto tiene su fin y el del proyecto Lenerse se presenta en febrero del año siguiente, por lo que le preguntamos acerca de cuál sería su visión acerca del Lenerse en el futuro.

Nos comenta que el Lenerse debe seguir avanzando: al ser la Energía Renovable un tema de trascendencia nacional e internacional, podría continuar en una segunda fase a través de dos mecanismos: 1) los fondos sectoriales de la Secretaría de Energía, en los cuales se ha dado mayor importancia a las Fuentes de Energía Renovable, y 2) los fondos de Innovación Tecnológica, en los cuales también el tema de Energía Renovable es relevante.

En ambos casos, el reto es

mayor, sin embargo, en los dos es factible, pues en la actualidad los proyectos deben estar a la altura de las necesidades que demanda el desarrollo del país, como es el caso del Lenerse.

Actualmente la M. C. María Antonieta Saldívar Chávez se desempeña como Directora Adjunta de Desarrollo Regional – Conacyt.

Anteriormente estuvo a cargo de la Dirección de Desarrollo Regional Sureste para la misma institución.

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Instalan sistemas fotovoltaicos a viviendas de interés social en Cancún

El año pasado, el Grupo Impulsor Eléctrico llevó a cabo la instalación de un sistema fotovoltaico con interconexión a la red eléctrica de la Comisión Federal de Electricidad (CFE). El sistema instalado cuenta con una capacidad de generación de 20 kW, para suministrar energía al complejo habitacional Villas del Rey, en la ciudad de Cancún, Quintana Roo.

eléctrica a 15 viviendas, por lo que a cada una de ellas se le proporcionará alrededor de 1.3 kW. El complejo habitacional se encuentra en el kilómetro 21.5 de la carretera Cancún-Mérida y para la ejecución del proyecto se contó con la participación de diferentes instancias gubernamentales, como son la CFE, el Fondo para el Ahorro de Energía Eléctrica (FIDE) y el Infonavit.

La unidad habitacional está contemplada para albergar un total de 3500 viviendas. La idea de este proyecto es cubrir al cien por ciento la demanda de energía eléctrica a través de sistemas de energía fotovoltaica. Asimismo, el proyecto comprende la utilización de otras ecotecnologías para disminuir hasta un 50 por ciento el consumo energético.

Cabe señalar que la empresa participante, Grupo Impulsor Eléctrico, con 15 años de experiencia en el ramo, cuenta con el certificado de proveedor confiable de sistemas de Energía Renovable emitido por la ANCE (Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico). Brinda servicio a todo el Sureste y su tienda matriz y la Gerencia del área de Energía Renovable se localizan en la ciudad de Mérida, Yucatán. También cuenta con sucursales en las ciudades de Cancún, Quintana Roo, y Villahermosa, Tabasco.

Por el momento, el sistema fotovoltaico instalado en el fraccionamiento forma parte de un estudio piloto en el que se suministrará energía

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C ompendio Energético

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Bacterias productoras de energía... ¿Una nueva alternativa?

Por Dra. Ruby Valdez Ojeda

Si bien es cierto que todas las bacterias son pequeñas, estas son grandes industrias productoras y consumidoras de energía. Sin embargo, aún no se sabe qué porcentaje de este gran mundo bacteriano que nos rodea es productor de energía capaz de ser extraída para el uso del hombre.

Las bacterias productoras de energía son conocidas con el nombre de microorganismos exoelectrogénicos (EX), electrogénicos o electricígenos. Estos microorganismos, ya sea de manera individual o en consorcios bacterianos, representan una alternativa potencial y sustentable para cubrir ciertas necesidades energéticas.

Es tal su importancia que incluso su estudio se ha considerado un nuevo subcampo de la microbiología.

Algunas de estas bacterias quimiolitotrófas y quimiorganotrófas son definidas así por la fuente de energía que utilizan para sus reacciones metabólicas, utilizando compuestos inorgánicos y orgánicos, respectivamente. Algunos estudios indican que estas bacterias tienen la capacidad de generar electricidad e hidrógeno, dos fuentes de energía renovable, de las cuales el hidrógeno es considerado el combustible del futuro, puesto que su densidad energética es la más alta entre los combustibles energéticos convencionales.

La producción de hidrógeno a través de bacterias ocurre mediante dos procesos principales: fermentación

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y fotosíntesis. La fermentación es el proceso por medio del cual las bacterias degradan los compuestos orgánicos en ausencia del oxígeno y producen como subproducto, hidrógeno; en tanto, la fotosíntesis, es la captura de energía solar para la producción de hidrógeno por acción enzimática. En ambos procesos, los principales actores son enzimas, algunas de las cuales son reversibles, es decir, que generan tanto protones como electrones para producir hidrógeno (H2).

Se ha identificado un sinnúmero de especies bacterianas productoras de hidrógeno, sin embargo, debido a la amplia diversidad de bacterias y a las diferentes

actividades que manifiestan aún entre un mismo grupo de especies bacterianas, las investigaciones se dirigen hacia la identificación de nuevas especies productoras de hidrógeno, así como hacia el estudio de los mecanismos moleculares involucrados en su producción.

La producción de hidrógeno a través del uso de cultivos mixtos de bacterias ofrece muchas ventajas, debido a que se puede utilizar una gran variedad de sustratos: aguas de desecho de diferentes procesos o desechos domésticos, entre otros, lo cual repercute en la facilidad de cultivo a gran escala y de manera económica.

Mediante estas dos vías de estudio podríamos obtener un mejor entendimiento de los procesos metabólicos implicados en la producción de bioenergía y el diseño de estrategias de mejoramiento de los microorganismos mediante técnicas de biología molecular.

Además, se sugiere que las interacciones entre las especies de consorcios microbianos incrementan las capacidades de generación de energía debido al intercambio que realizan de metabolitos (compuestos orgánicos producidos por microorganismos). Sin embargo, estos comportamientos dinámicos entre las especies de bacterias son especulativos, ya que aún no se han realizado estudios demostrativos sobre la comunicación interespecífica o redes alimenticias que ayuden a optimizar su capacidad de producir bioenergía.

Otra ventaja es que este tipo de microorganismos con potencial para producir hidrógeno es que se han aislado de muestras tomadas de suelos marinos y agrícolas, así como de aguas de mar profundas y de aguas residuales producto de diferentes actividades, etc.

Es por esto que una de las líneas de investigación que se desarrolla actualmente en la Unidad de Energía Renovable del Centro de Investigación Científica de Yucatán incluye estudios de metagenómica —la identificación genética de consorcios microbianos — y de transcriptómica, que corresponde a la identificación de genes expresados en un cultivo mixto y activo en función a la producción de hidrógeno.

Rhodopseudomonas palustris.

Bacteria productora de hidrógeno y genéticamente modificada para producir hidrógeno de manera fotosintética. (http://www. bgdna.com/biotechnology/ genetically-modified-bacteriamake-hydrogen-from-light.html)

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C ompendio Energético

Girasol: Inspiración para mejorar la eficiencia de sistemas energéticos solares por Francisco A. Cutz Verdejo / Instituto Tecnológico de Campeche

No cabe duda que, una vez más, la observación de la naturaleza nos brinda información valiosa para resolver muchas de las necesidades de la humanidad. En esta ocasión, el profesor e ingeniero Hongrui Jiang, de la Universidad W-Madison, encontró la forma de mimetizar el heliotropismo pasivo que se observa en los girasoles, para que pueda utilizarse en el diseño de futuros sistemas de energía solar.

A diferencia de los sistemas actuales de seguimiento solar por medio de GPS, en los que los paneles se van reposicionando conforme el movimiento natural del sol mediante sistemas basados en la expansión térmica de gases o metales, el método propuesto por el profesor Jiang consiste en aprovechar las propiedades de nuevos materiales compuestos con propiedades específicas, para recrear un método pasivo que oriente a los paneles solares hacia la dirección donde se presenta la mayor cantidad de la radiación solar, por medio de un efecto fototermomecánico.

Esto es posible a través del desarrollo de materiales avanzados empleando un material compuesto a base de un elastómero líquido cristalino (LCE) y nanotubos de carbón. Este nanomaterial compuesto puede contraerse en presencia del calor por efecto de un cambio de fase; los nanotubos presentes en el material, le brindan la ventaja de poder absorber un rango amplio de longitudes de onda

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LENERSE

de radiación solar, que va desde la luz visible hasta el infrarrojo, por lo que brinda la posibilidad de utilizar el total de la energía solar directamente.

El sistema de movilidad consiste en soportar el panel solar sobre unos “tirantes” o actuadores a base del material nanocompuesto que, al momento de incidir la luz solar, hace que se calienten los nanotubos presentes en el material, generando una diferencia de calor entre el sitio de incidencia y el medioambiente. Como consecuencia de esta diferencia de calor, el material se contrae en forma de arco en dirección a la incidencia de la luz. Como la Tierra se mueve alrededor del Sol, los actuadores pueden enfriarse, reexpandirse nuevamente y encogerse una y otra vez, posicionando el panel durante el curso diario del Sol. (1, 2) Girasol http://rescatandomi-cultura-guaran. blogspot.mx/2010/02/ el-girasol_12.html fecha de acceso 23 de agosto del 2012.

Referencias Figura 1: Esquema representativo del movimiento del panel solar por efecto de la dirección de la luz: a) componentes; b) incidencia de luz del lado izquierdo provoca inclinación del panel hacia el mismo lado; c) incidencia de luz del lado derecho provoca inclinación del panel hacia el mismo lado (3).

Se han realizado algunas pruebas a nivel laboratorio y de seguimiento utilizando esta metodología. Se observó un incremento en la eficiencia de un 10%, un enorme incremento en la tecnología.

1. http://phys.org/news/201208-sunflowers-efficient-solarpower.html fecha de acceso 22 de agosto de 2012.

2. C. Li; Y. Liu; C.-w. Lo,H. Jiang, Soft Matter, 7, 7511 (2011).

3. C. Li; Y. Liu; X. Huang,H. Jiang, Advanced Functional Materials, n/a (2012).

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Empresas de la región

CONERMEX. Soluciones de energía renovable, S.A. de C.V.

Yucatán

Kinergy. Energía Renovable e Iluminación, S. de R. L. de C.V. Yaaxtec. Energía y Tecnología Alternativa, S. A. de C. V. Dutton Hnos. Propulsión y Energía Energías Renovables de Yucatán S.A. Industria y Comercializadora Mega Yucatán, S.A. de C.V. Instalaciones JS, S.A de C.V. Impulsor Eléctrico, S.A. de C.V. Quiven Ahorro de Energía Respa Solar Energía Fotovoltaica, S.A. de C.V. Servicios Múltiples Energéticos Solartec S.A. de C.V. Altenergy, S.A. de C.V.

Quintana Roo

SOLEIL. Soluciones para el ahorro de energía SOLAR. Energías Alternativas, S.A. de C.V. SOLAIRE. Sistema de Energía Renovable, S.A. de C.V.