Científicos del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk de Corea han diseñado una novedosa célula híbrida de concentración termoelectroquímica que supera a otros dispositivos similares de última generación y que resulta prometedora para utilizar el calor residual para generar electricidad.
En un artículo publicado en la revista Chemical Engineering Journal, los investigadores señalan que la célula abre la puerta a sistemas de captación de energía comercialmente viables que podrían alimentar dispositivos y sensores del IoT aprovechando la energía térmica.
El artículo también explica que la conversión de una diferencia de temperatura en electricidad ya es posible a través de las células termoelectroquímicas (TEC). Estos dispositivos pueden aprovechar el calor residual para mantener una reacción de reducción-oxidación (redox) que, a su vez, produce electricidad.
El problema es que, hasta ahora, las TEC carecen de aplicaciones comerciales debido a su baja eficiencia de conversión de energía, su escasa potencia de salida y su costosa fabricación.
Viendo estas dificultades como oportunidades, los investigadores del DGIST idearon un avance en la conversión de energía que haría que las TEC fueran viables para dispositivos de baja potencia no conectados.
Dirigido por el profesor Hochun Lee, el grupo combinó el principio de funcionamiento de las TEC con el de las células galvánicas de concentración, creando una célula híbrida termoelectroquímica de concentración (TCC). Aunque las TCC no son un concepto nuevo, el diseño propuesto por el equipo supera algunas limitaciones críticas de las TEC existentes.
La TCC presentada en este estudio se basa en reacciones redox en las que intervienen iones de yodo (I-) y triyoduro (I3-). A diferencia de lo que ocurre en las TEC convencionales, estas reacciones se producen en una solución carbonatada no acuosa que utiliza carbonato de dimetilo (DMC) como disolvente. Esta particular selección de materiales crea un efecto peculiar.
A medida que la temperatura del lado caliente aumentaba por encima de los 40 °C, el DMC reaccionaba con el I- para producir una capa porosa y gelatinosa de Li2CO3 cerca del electrodo caliente que ayudaba a mantener una gran diferencia en las concentraciones de I- e I3- en toda la célula, lo que aumentaba enormemente su rendimiento.
“Nuestra célula híbrida presenta una notable eficiencia de conversión térmica (5,2%) y supera a las mejores TEC de tipo n actuales”, afirma Lee en un comunicado de prensa. “Además, la estructura y el proceso de fabricación sencillos de nuestras TCC ofrecen una plataforma prácticamente viable para la captación de energía térmica”.
En opinión de Lee, serán necesarios más estudios para perfeccionar este enfoque sin precedentes del diseño de TCC y, con suerte, lograr el objetivo de conectar múltiples TCC en serie para alcanzar capacidades comercialmente aceptables.
“Las sociedades conectadas al IoT necesitarán fuentes de energía económicas y autónomas para sus dispositivos y sensores del IoT, y creemos que las TCC serán el candidato ideal para satisfacer sus necesidades”, dijo Lee.
Noticia tomada de: MINING / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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