Crean una batería que logra convertir el calor ambiental en energía.

Mucho se ha hablado de los aparatos termoeléctricos que pueden transformar la energía térmica en electricidad. Sin embargo, esta tecnología tenía el inconveniente de que, para capturar la energía del calor de manera eficiente, necesitaba trabajar a altas temperaturas, con grandes diferencias de calor.

Para resolverlo, científicos de la Universidad de Tsukuba (Japón) desarrollaron un sistema termoeléctrico que aprovecha pequeñas diferencias de energía a bajas temperaturas. Lo anterior es importante porque, cada vez que convertimos energía de una forma a otra, gran parte de ésta se pierde en forma de calor. Tratar de recuperarla de manera eficiente es muy difícil una vez que entra en contacto con el medio ambiente.

Para evitar esas pérdidas, se trabaja con una batería termoeléctrica. Este tipo de batería ya se ha elaborado anteriormente, pero suele basarse en celdas líquidas que no son prácticas para las aplicaciones del mundo real. Ahora, los investigadores japoneses han creado un dispositivo de capa delgada que funciona con el mismo principio, pero con dos tipos de materiales sólidos redox (reducción-oxidación) que producen un cambio en la diferencia potencial en la celda durante un ciclo de calentamiento y enfriamiento.

En esta batería, cambiar la temperatura altera la capacidad de las diferentes capas en el dispositivo para retener los electrones. Si una capa tiene una mayor afinidad por los electrones que otra, esto crea una diferencia potencial. El flujo de electrones de una capa a otra se puede aprovechar a medida que la celda se descarga, de la misma manera en que lo hace una batería común.

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Los investigadores probaron este avance para recolectar energía térmica residual cercana a la temperatura ambiente, que puede hallarse en los interiores de un hogar, edificio o empresa. Takayuki Shibata, investigador de Tsukuba y líder del proyecto, dijo que su nuevo dispositivo produjo una energía eléctrica de 2.3 meV (electronvoltio) por ciclo de calor a temperaturas de entre 25 y 50 grados Celsius. Este resultado refleja una eficiencia de alrededor del 1.0%, aunque el máximo teórico para este dispositivo debería ser de alrededor del 8.7%.

Los científicos trabajarán para mejorar la eficiencia de su sistema optimizando los materiales de ánodo y cátodo.

“Es importante destacar que hemos demostrado que las baterías termoeléctricas de estado sólido son viables y que nuestro método de deposición de capa podría extenderse a otras áreas. Esta tecnología ofrece perspectivas realistas para la recuperación de energía térmica a gran escala, lo que podría ayudar a diferentes tipos de industrias a ser más eficientes”, comentó Shibata.

Los dispositivos termoeléctricos se vienen desarrollando desde hace algunos años y sus aplicaciones han llegado, incluso, al cuerpo humano. En 2016, por ejemplo, investigadores de la Universidad de Carolina del Norte (Estados Unidos) crearon un pequeño aparato que convierte el calor corporal en electricidad. El sistema es ligero y flexible, mide 1 centímetro cuadrado y tiene 2 milímetros de grosor. Produce hasta 20 microwatts por centímetro cuadrado y se espera que, un futuro, cercano pueda integrarse en ropa, calzado o artículos (como relojes o lentes inteligentes).

Fuente:
https://www.eurekalert.org/
Fuente Universidad Carolina del Norte:
https://news.ncsu.edu/
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