Resonador térmico, una nueva forma de convertir las fluctuaciones de temperatura del medio ambiente en energía eléctrica.

Investigadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT) idearon una nueva forma de convertir las fluctuaciones de temperatura del medio ambiente en energía eléctrica. Para ello, se basaron en los dispositivos termoeléctricos que pueden generar energía cuando un lado del aparato tiene una temperatura diferente a la del otro. Ahora, en lugar de requerir dos entradas de temperatura diferentes al mismo tiempo, el nuevo sistema aprovecha las oscilaciones en la temperatura ambiente que ocurren durante el día y la noche.

La tecnología, bautizada como resonador térmico, permite el funcionamiento continuo durante varios años de, por ejemplo, los sistemas de detección remota y sensores de movimiento, sin necesidad de otras fuentes de alimentación o baterías, lo cual contaminaría menos y ahorraría mucho dinero.

La vista de primer plano muestra el resonador térmico (caja negra) con sus aletas radiantes de refrigeración en la parte superior. El dispositivo está lleno de un material de cambio de fase que le permite capturar energía de las temperaturas cambiantes. Foto: Melanie Gonick

De acuerdo con Michael Strano, profesor de Ingeniería Química del MIT, se trata del primer resonador térmico en la historia que puede colocarse en un escritorio y generar energía a partir, prácticamente, de la nada: “Estamos rodeados de fluctuaciones de temperatura de diferentes frecuencias todo el tiempo. Éstas son una fuente de energía sin explotar”, asegura el científico.

El desarrollo de este aparato está en una primera fase y, por ahora, su producción de energía es bajo, pero tiene la ventaja de que no necesita luz solar directa, ya que genera energía a partir de los cambios de temperatura ambiente, incluso en la sombra. Eso significa que no se ve afectado por cambios a corto plazo, como la aparición de nubes que tapen el Sol, las condiciones del viento y otros cambios ambientales, y puede ubicarse en cualquier lugar, como debajo de un panel solar en donde el resonador térmico podría colectar el calor residual.

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El equipo del MIT demostró, además, que su invención supera, por mucho, a un material piroeléctrico comercial de tamaño idéntico, un método ya conocido para convertir las fluctuaciones de temperatura en electricidad.

La estructura básica del sistema se compone de una espuma de metal hecha de cobre o níquel, la cual se recubre con una capa de grafeno para proporcionar una conductividad térmica aun mayor. Luego, la espuma se infunde con un tipo de cera llamada octadecano, un material de cambio de fase, que va y viene de los estados sólido y líquido dentro de un rango particular de temperaturas elegido para una aplicación determinada.

Una pequeña muestra de esta combinación reveló que, en respuesta a una diferencia de temperatura de 10 grados Celsius entre la noche y el día, el material producía 350 Milivoltios y 1.3 Miliwatts de potencia, suficiente para alimentar sensores ambientales o sistemas de comunicaciones. La combinación de los tres materiales (espuma de metal, grafeno y octadecano) convierte al nuevo dispositivo en el material de efusión térmica más eficiente a la fecha.

Los investigadores trabajarán, durante este año, en la modificación de su tecnología para colectar otros tipos de ciclos de temperatura, como el calor del ciclo de encendido y apagado de los motores de un refrigerador o de la maquinaria en plantas industriales.

Esta investigación fue financiada por la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah, de Arabia Saudita, porque los investigadores de ese país planean usar el resonador térmico para alimentar redes de sensores que monitorean las condiciones en los campos de perforación de petróleo y gas.

Fuente: http://news.mit.edu/
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