Combustible líquido a partir de gas natural
La diferencia más llamativa entre esta serie de becas de investigación de ARPA-E y ediciones anteriores es la explosión de proyectos relacionados con el gas natural, algo relacionado sin duda con el aumento de la producción de este combustible en Estados Unidos.
Varios de los proyectos que recibirán financiación proponen desarrollar una forma barata de convertir el gas natural en productos químicos y combustibles líquidos a temperatura ambiente, algo que los investigadores llevan décadas intentando lograr, en parte porque una forma barata de usar el gas natural en motores convencionales disminuiría de manera importante las importaciones de petróleo. Entre estos proyectos se encuentra una concesión de casi 4 millones de dólares (unos 3 millones de euros) a Pratt & Whitney para desarrollar un método que oxide parcialmente el gas natural a altas temperaturas y presiones dentro de una turbina de gas, creando compuestos que son más fácilmente convertibles en combustible líquido. Uno de los beneficios del proceso, según la empresa, es que la turbina podría usarse al mismo tiempo para generar electricidad.
Una posible solución a la crisis de las tierras raras
Los materiales de tierras raras son fundamentales para la construcción de turbinas eólicas, coches híbridos y electrónica de consumo debido a sus potentes propiedades magnéticas. Pero también son caros y provienen casi en su totalidad de China, que a veces restringe las exportaciones.
Electron Energy, con sede en Landisville, Pennsylvania, va a recibir 3 millones de dólares (unos 2,3 millones de euros) para desarrollar un nuevo proceso de fabricación capaz de reducir significativamente la cantidad de materiales de tierras raras necesarios para los imanes. La idea es 'sembrar' materiales más baratos con diminutas partículas de materiales de tierras raras, usando el campo magnético de estas partículas para cambiar las propiedades magnéticas del material que las rodea.
“El truco mágico es saber cómo conseguir el material adecuado con la estructura atómica adecuada para propagar el campo magnético”, afirma Eric Toone, director de ARPA-E.
Electron Energy también está centrada en mantener el coste de fabricación de estos nuevos materiales bajo. “Tiene que ser barato”, añade el secretario de energía de Estados Unidos, Steve Chu. “Ya se puede fabricar este material a medida, construyéndolo átomo a átomo; pero eso no es barato”, añade.
Superconductores más baratos
En un proyecto parecido, Grid Logic de Lapeer (en Michigan, EE.UU), va a recibir casi 4 millones de dólares (casi 3 millones de euros) para fabricar superconductores más baratos usando partículas superconductoras que mejoren las propiedades de otros materiales más baratos. Este avance serviría para facilitar el transporte de energía a través de distancias largas, ayudando a la expansión de energías renovables como la eólica.
Palas eólicas hechas de tela
Cuanto mayor sea una turbina eólica, mayor eficiencia. Pero el tamaño de las turbinas eólicas se ve limitado por el reto de transportar las larguísimas palas de las turbinas. Hay que trasladarlas por carretera sorteando pueblos y líneas eléctricas.
GE Water and Power va a recibir casi 4 millones de dólares (unos 3 millones de euros) para desarrollar un nuevo tipo de pala hecho de tela colocada sobre un bastidor. Las palas se podrían transportar por partes y montar in situ, lo que facilitaría la construcción de turbinas más grandes.
Reducir a la mitad el uso de gas en las plantas eléctricas
Quemar el gas natural en un medio de oxígeno puro, a temperaturas extremadamente elevadas, mejoraría mucho la eficiencia de las plantas eléctricas, reduciendo el consumo de combustible a la mitad al mismo tiempo que se mantiene bajo control la contaminación. Pero las altas temperaturas podrían derretir los materiales que se suelen usar para construir las turbinas de gas.
Pratt & Whitney va a recibir 600.000 dólares (unos 460.000 euros) para aplicar su experiencia con motores de cohete de combustible líquido y desarrollar un sistema de refrigeración que haga posible este tipo de turbinas. Es una de las becas más pequeñas de ARPA-E, pero el impacto de reducir el consumo de combustible a la mitad sería inmenso.