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    Los científicos proponen un generador de energía térmica de alta fiabilidad

    Figura 1. Esquema del TA-LM-TENG. Crédito:LUO et al.

    Los científicos chinos han propuesto un generador de energía térmica altamente confiable combinando efecto termoacústico y efecto triboeléctrico.

    Las últimas investigaciones, publicado en línea en Letras de física aplicada y seleccionado como artículo destacado, fue dirigido por el Prof. Luo Ercang y el Prof. Yu Guoyao del Instituto Técnico de Física y Química (TIPC) de la Academia de Ciencias de China.

    Las crisis medioambiental y energética se han incrementado desde las últimas décadas. Desarrollar colectores de energía térmica para capturar abundante energía térmica de baja calidad (como calor residual, calor geotérmico y combustión de biomasa) y convertirlo en energía mecánica o eléctrica es una estrategia energética prometedora para disminuir las crisis.

    Sin embargo, en la actualidad, la mayoría de las tecnologías de generación de energía térmica (como el ciclo Rankine, motor de combustión interna, y motor Stirling) involucran piezas móviles sólidas, que socavan la fiabilidad de estas tecnologías y hacen que el mantenimiento frecuente sea muy necesario.

    En este trabajo, Los científicos invirtieron un nuevo generador de energía térmica que podía convertir la energía térmica en energía eléctrica. Ninguna pieza sólida en movimiento es una de las atractivas características de este novedoso generador. El generador podría ser altamente confiable y alcanzar fácilmente una vida útil prolongada. Además, este generador promete una eficiencia de conversión de calor a electricidad teóricamente alta.

    Este novedoso generador de energía térmica llamado nanogenerador triboeléctrico a base de metal líquido accionado termoacústicamente (TA-LM-TENG), que incluye dos partes:motor termoacústico (TAHE) y nanogenerador triboeléctrico a base de metal líquido (LM-TENG).

    El TAHE primero convierte la energía térmica en energía acústica a través de la expansión y contracción térmica oscilatoria del gas de trabajo. A continuación, el LM-TENG convierte la energía acústica en energía eléctrica mediante el efecto de acoplamiento de la electrificación por contacto y la inducción electrostática.

    Como se muestra en el esquema, al calentar el intercambiador de calor caliente del TAHE, el gas de trabajo en el motor comenzará a oscilar espontáneamente. El movimiento oscilatorio del gas de trabajo empuja la columna de metal líquido que fluye resonantemente hacia arriba y hacia abajo en el tubo en forma de U. Metal líquido sumergido y separado con el material Kapton periódicamente. Por tanto, el generador genera una diferencia de potencial eléctrico alternativo en los electrodos. La energía eléctrica se extrae del TA-LM-TENG.

    En los experimentos preliminares, los científicos obtuvieron una amplitud de voltaje de circuito abierto más alta de 15 V en un prototipo conceptual.


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