anderson tavarez
Samsung Electronics, en colaboración con Sungkyunkwan University (SKKU), ha publicado un estudio innovador en la revista Joule titulado “Divalent and Halide Dual‑Ion Storage of a Redox‑Active Symmetric Cell for an Efficient Wastewater‑Energy Nexus”. La investigación propone una nueva tecnología de tratamiento de agua electroquímica capaz no solo de purificar el agua, sino también de recuperar energía durante el proceso, lo que representa un avance significativo en el llamado nexo agua‑energía.
El tratamiento de agua mediante sistemas electroquímicos tradicionales enfrenta desafíos importantes: consume mucha energía, requiere membranas de intercambio iónico costosas y no aprovecha la energía generada durante la regeneración de electrodos. La mayoría de los sistemas actuales se enfocan únicamente en la purificación, dejando pasar la oportunidad de eficiencia energética.
Para superar estas limitaciones, los investigadores desarrollaron un electrodo basado en nanostructuras de óxidos metálicos que almacena iones mediante un mecanismo redox en lugar de la simple adsorción. Este diseño aumenta la capacidad de almacenamiento de iones en aproximadamente un 200% y mejora la velocidad de captura en un 20% frente a electrodos convencionales, eliminando además la necesidad de membranas de intercambio iónico.
El módulo electroquímico elimina de manera eficiente iones de dureza como calcio y magnesio, y durante la fase de regeneración del electrodo, recupera energía que puede ser utilizada para alimentar dispositivos externos. Con un consumo energético de aproximadamente 76 Wh/kg, el sistema requiere la mitad de la energía que tecnologías similares en el mercado.
Los resultados del estudio muestran que esta tecnología combina purificación de agua, ahorro energético y recuperación de energía de manera simultánea. Sus aplicaciones potenciales van desde electrodomésticos conectados al agua, como lavadoras y purificadores, hasta procesos industriales de tratamiento de grandes volúmenes de agua, contribuyendo a la sostenibilidad y eficiencia operativa.
A pesar del éxito del estudio, todavía quedan retos por resolver: escalabilidad del sistema, durabilidad de los electrodos frente a distintos tipos de agua, coste de producción y desarrollo de un producto comercial viable. No obstante, la investigación marca un paso prometedor hacia tecnologías de tratamiento de agua más eficientes y sostenibles, que podrían redefinir la relación entre agua y energía en los próximos años.
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