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    ¿Podría el calor de la corteza terrestre convertirse en la principal fuente de energía?

    Aquí, la altura del edificio representa el estado energético de los electrones. Los electrones en la capa semiconductora se elevan a un estado de alta energía al excitarse térmicamente y luego se transfieren a la capa de transporte de electrones. Luego, pasan por un circuito externo y llegan al contraelectrodo. Las reacciones redox tienen lugar en la capa de electrolito junto al contraelectrodo, proporcionar al semiconductor electrones de baja energía. A pesar de proporcionar un calentamiento continuo, este proceso finalmente se detiene cuando los diferentes iones de cobre en el electrolito se reubican. Sin embargo, la batería puede revertir esta situación abriendo el circuito externo durante un tiempo determinado. Crédito:Revista de Química de Materiales A, Sachiko Matsushita

    En un mundo donde el consumo de energía va en aumento, nuestra única esperanza es el desarrollo de nuevas tecnologías de generación de energía. Aunque las fuentes de energía renovable que se utilizan actualmente, como la eólica y la solar, tienen sus méritos, hay un gigantesco, permanente, y una fuente de energía sin explotar, literalmente, ante nuestras narices:la energía geotérmica.

    La generación de electricidad a partir de energía geotérmica requiere dispositivos que de alguna manera puedan hacer uso del calor dentro de la corteza terrestre. Recientemente, un equipo de científicos de Tokyo Tech, dirigido por el Dr. Sachiko Matsushita, han avanzado mucho en la comprensión y el desarrollo de las células térmicas sensibilizadas (STC), una especie de batería que puede generar energía eléctrica a 100 grados C o menos.

    Existen varios métodos para convertir el calor en energía eléctrica, sin embargo, su aplicación a gran escala no es factible. Por ejemplo, Las baterías redox de frío y calor y los dispositivos basados ​​en el efecto Seebeck no son posibles simplemente enterrarlos dentro de una fuente de calor y explotarlos.

    El equipo del Dr. Matsushita ha informado anteriormente sobre el uso de STC como un nuevo método para convertir el calor directamente en energía eléctrica utilizando células solares sensibilizadas con colorante. También reemplazaron el tinte con un semiconductor para permitir que el sistema funcione usando calor en lugar de luz. La figura 1 representa ilustrativamente el STC, una batería que consta de tres capas intercaladas entre electrodos:una capa de transporte de electrones (ETM), una capa semiconductora (germanio), y una capa sólida de electrolito (iones de cobre). En breve, los electrones pasan de un estado de baja energía a un estado de alta energía en el semiconductor al excitarse térmicamente y luego se transfieren de forma natural al ETM. Después, salen por el electrodo, pasar por un circuito externo, pasar por el contraelectrodo, y luego llegar al electrolito. Las reacciones de oxidación y reducción que involucran iones de cobre tienen lugar en ambas interfaces del electrolito, lo que resulta en la transferencia de electrones de baja energía a la capa semiconductora para que el proceso pueda comenzar de nuevo, completando así un circuito eléctrico.

    Sin embargo, En ese momento no estaba claro si esa batería podría usarse como un motor perpetuo o si la corriente se detendría en algún momento. Después de la prueba, el equipo observó que la electricidad dejó de fluir después de cierto tiempo y propuso un mecanismo para explicar este fenómeno. Básicamente, la corriente se detiene porque las reacciones redox en la capa de electrolito se detienen debido a la reubicación de los diferentes tipos de iones de cobre. Más importante, y también sorprendentemente, descubrieron que la batería puede revertir esta situación por sí misma en presencia de calor simplemente abriendo el circuito externo durante algún tiempo; en otras palabras, usando un simple interruptor. "Con tal diseño, calor, generalmente considerada como energía de baja calidad, se convertiría en una gran fuente de energía renovable, "afirma Matsushita.

    El equipo está muy entusiasmado con su descubrimiento debido a su aplicabilidad, respeto al medio ambiente, y potencial para ayudar a resolver la crisis energética mundial. "No hay miedo a la radiación, sin miedo al aceite caro, sin inestabilidad de la generación de energía como cuando se depende del sol o el viento, ", comenta Matsushita. El objetivo de futuras investigaciones será realizar más mejoras en este tipo de batería, con la esperanza de algún día resolver las necesidades energéticas de la humanidad sin dañar nuestro planeta.


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