Los científicos han intentado durante años cosechar energía del movimiento y el impacto de las gotas de agua y otras fuentes de energía mecánica.
Investigadores de University of Twente y South China Normal University dijeron esta semana que habían logrado diseñar y probar un generador de electricidad utilizando el movimiento de gotas de agua y otra energía mecánica.
Según los investigadores, el nuevo enfoque para generar electricidad no se limita solo a la potencia mecánica de las gotas.
“Nuestro método también se puede considerar para otras aplicaciones donde la energía mecánica necesita convertirse en energía eléctrica, por ejemplo, en wearables, de maremotos o para detectar”, dice Niels Mendel, uno de los autores de la nueva investigación publicada en la Revista Advanced Materials.
Los investigadores proponen el denominado generador de electricidad basado en captura de carga (CTEG) para recolectar energía pasivamente de las gotas de agua con alta eficiencia.
“Al utilizar CTEG, podríamos superar los cuellos de botella importantes de los nanogeneradores convencionales, a saber, la baja densidad de potencia, la baja e inestable densidad de cargas superficiales junto con la poca confiabilidad a largo plazo”, escribieron los autores del artículo.
El enfoque novedoso de los científicos consiste en inyectar cargas en una capa aislante del generador de electricidad mediante el uso de un método innovador de carga basado en la electrohumectación. Este es el proceso de modificar la capacidad de los líquidos para permanecer en contacto con una superficie sólida en el campo eléctrico. El impacto de la gota genera una corriente eléctrica.
Después de probar su enfoque, los investigadores lograron convertir casi el 12 por ciento (11.8 por ciento) de la energía mecánica de la gota en energía eléctrica. Según los científicos, esta es una mejora significativa en la eficiencia en la generación de energía eléctrica a partir de dispositivos construidos de manera similar.
Los investigadores también demostraron que la eficiencia de la recolección de energía no se degrada después de 100 días, lo que requiere un solo ciclo de carga de 15 minutos antes de la aplicación a largo plazo.
El nuevo método para generar energía eléctrica a partir de energía mecánica no se limita a la tecnología basada en gotas, como dice el equipo, por lo que sus aplicaciones potenciales podrían ir más allá del uso de la lluvia, por ejemplo, para producir electricidad, tal vez en algún momento en el futuro.
Este enfoque novedoso es el último intento de los científicos de utilizar todos los recursos limpios abundantes disponibles para generar energía, considerando el impulso global lejos de los combustibles fósiles y hacia las fuentes de energía renovables para frenar los peores efectos del cambio climático.
La investigación sobre tecnología basada en gotitas para generar energía eléctrica avanzó a principios de este año, cuando un equipo de investigadores de EE. UU. y Hong Kong logró producir 140 voltios de energía a partir de una sola gota de lluvia. Eso es suficiente para encender 100 luces LED por un corto tiempo. El equipo de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y la Universidad de Nebraska-Lincoln había pasado dos años trabajando en la densidad de energía de lo que llamaron un generador de electricidad por gotas, o DEG.
Lo que hicieron fue usar el diseño de transistores de efecto de campo, dispositivos de tres terminales que usan un campo eléctrico para controlar el flujo de corriente eléctrica a través de ellos. Gracias a este diseño, la densidad de energía del DEG se disparó a más de 50 vatios por metro cuadrado, que es miles de veces más que la densidad de energía de dispositivos comparables.
Hacer que la lluvia u otras fuentes de energía mecánica realmente funcionen a escala necesitará mucha investigación adicional y años para probar y analizar para ver si esto podría ser una fuente comercialmente viable de energía renovable abundante y de bajo costo. El impulso global de los inversores y los gobiernos para un papel más destacado de las fuentes de energía sin carbono podría incentivar aún más a los investigadores con subvenciones para estudiar el desarrollo de dispositivos lo suficientemente simples que puedan cosechar energía de fuentes de energía mecánica, incluidas las gotas de lluvia.
Noticia tomada de: Oil Price / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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