La energía es un producto secundario de muchos procesos químicos, y a medida que la demanda de energía va en aumento tanto en los países con tecnología avanzada, por ejemplo Estados Unidos de América, como en aquellos que están en desarrollo, los químicos trabajan afanosamente para encontrar nuevas fuentes de energía. Actualmente las principales fuentes de energía más comunes son los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural). A la velocidad actual de consumo, se estima que las reservas alcanzarán para otros 50 o 100 años, de ahí la urgencia para encontrar fuentes alternativas de energía.
La energía solar promete ser una fuente de energía para el futuro. Cada año la superficie de la Tierra recibe de la luz solar alrededor de 10 veces la energía contenida en todas las reservas conjuntas conocidas de carbón, aceites, gas natural y uranio. Sin embargo, mucha de esa energía es "desperdiciada" porque se vuelve a reflejar en el espacio. Los enormes esfuerzos realizados en investigación durante los últimos 30 años, mostraron que la energía solar puede aprovecharse eficientemente de dos maneras.. Una es la transformación directa de la luz solar en electricidad mediante el uso de dispositivos denominados celdas fotovoltaicas. La otra consiste en utilizar la luz solar para obtener hidrógeno a partir del agua. El hidrógeno generado alimenta posteriormente a una celda combustible para generar electricidad. Aunque han aumentado los conocimientos en los procesos científicos para convertir la energía solar a electricidad, la tecnología aún no se ha perfeccionado hasta el punto de que pueda producir electricidad a gran escala a un costo econímicamente aceptable. Sin embargo, se proyecta que para el año 2050 la energía solar contribuirá con un poco más del 50% para satisfacer las necesidades energéticas del mundo.
Otra fuente potencial de energía es la fisión nuclear, pero debido a la preocupación por los desechos radiactivos de los procesos de fisión para el ambiente, el futuro de la industria nuclear en Estados Unidos de America es incierto. Los químicos pueden ayudar a desarrollar mejores métodos para la eliminación de los dechechos nucleares. La fusión nuclear, proceso que ocurre en el Sol y otras estrellas, genera enormes cantidades de energía sin producir demasiados desechos radiactivos peligrosos. Dentro de unos 50 años, la fusión nuclear probablemente será una fuente sustancial de energía.
La producción y utilización de energía están estrechamente relacionadas con la calidad del ambiente. La desventaja principal de los combustibles fósiles es que, al quemarse desprender dióxido de carbono, un gas de invernadero (es decir, que promueve el calentamiento de la atmósfera terrestre), además de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, lo que ocasiona lluvia ácida, y smog. (El aprovechamiento de la energía solar no tiene tales efectos dañinos para el ambiente.) Los automóviles que consuan un combustible eficaz y que estén provistos de convertidores catalíticos más eficientes, ayudarán a reducir en forma drástica las perniciosas emisiones de los automóviles y a mejorar la calidad del aire en áres con demasiado tráfico. Adicionalmente deberá predominar el uso de automóviles eléctricos equipados con baterías de larga duración, con lo cual también disminuirá la contaminación del aire.
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