Química, una ciencia para el siglo XXI: La energía y el ambiente. "Raymond Chang"

La energía es un producto secundario de muchos procesos químicos, y a medida que las necesidades de energía aumentan tanto en países con tecnología avanzada, como Estados Unidos, como en los países en desarrollo, como China, los químicos trabajan afanosamente para encontrar nuevas fuentes de energía. Hoy en día las principales fuentes son los combustibles fósiles (hulla, petróleo y gas natural). A la velocidad actual de consumo, se calcula que las reservas de estos combustibles alcanzarán para unos cincuentao cien años, de ahí que sea urgente encontrar fuentes alternativas de energía.

La energía solar promete ser una fuente de energía viable para el futuro. Anualmente la superficie de la Tierra recibede la luz solar alrededor de diez veces la energía contenida en todas las reservas conjuntas conocidas de hulla, aceite, gas natural y uranio. Sin embargo, mucha de ésta energía es "desperdiciada" porque se vuelve a reflejar al espacio. Los enormes esfuerzos realizados en investigación durante los últimos treinta años mostraron que la energía solar puede aprovecharse con eficiencia de dos maneras. Una es la transformación directa de la luz solar a electricidad mediante dispositivos denominados celdas fotovoltaicas.

La otra, es utilizar la luz solar para obtener hidrógeno a partir del agua. El hidrógeno generado puede ser alimentado a una celda combustible para producir electricidad. Aunque han aumentado nuestros conocimientos en los procesos científicos para convertir la energía solar en electricidad, la tecnología aún no se ha perfeccionado hasta el punto en el que podamos producir electricidad a gran escala a un costo económicamente aceptable. Se ha pronosticado que para el año 2050 la energía solar contribuirá con 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 radioactivos de los procesos de la fisión para el medio ambiente, el futuro de la industria nuclear en estados Unidos es incierto. Los químicos pueden ayudar a inventar métodos mejores para la eliminación de los desechos nucleares. La fusión nuclear, proceso que sucede en el sol y otras estrellas, genera cantidades enormes de energía sin producir demasiados desechos radioactivos peligrosos. Dentro de unos cincuenta años la fusión nuclear probablemente será una fuente sustancial de energía.

La producción y utilización de la energía está muy relacionada con la calidad de nuestro ambiente. La principal desventaja de los combustibles fósiles es que al quemarse desprenden dióxido de carbono, un gas de invernadero (es decir, que promueve el calentamiento de la átmosfera terrestre), además de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, lo cual ocasiona lluvia ácida y esmog. (El aprovechamiento de la energía solar no tiene tales efectos dañinos para el ambiente.) Al utilizar automóviles con un combustible eficaz y con convertidores catalíticos más eficientes, seremos capaces de reducir drásticamente las emisiones dañinas de los automóviles y mejorar la calidad del aire en áreas con tráfico pesado.

Adicionalmente, durante el siglo XXI deberá predominar el elmpleo de automóviles eléctricos equipados con baterías de larga duración, con lo cual también disminuirá la contaminación del aire.