Científicos de la Universidad de Twente y la Universidad Normal del Sur de China diseñaron un generador eléctrico que puede recolectar energía de gotas impactantes y otras fuentes de energía mecánica. Su artículo apareció recientemente en Materiales avanzados .

El calentamiento global es una amenaza creciente, demandantes de fuentes de energía renovables. El agua corriente en forma de gotas de lluvia es una fuente omnipresente de energía mecánica que se puede convertir en energía eléctrica. Los intentos anteriores de recolectar esta energía fueron limitados en eficiencia o en estabilidad, o voltaje externo requerido.

Generando una corriente

El generador eléctrico se puede explicar como un condensador cargado permanentemente, también conocido como electret. Los investigadores inyectaron cargas en una capa aislante de este capacitor empleando un método de carga novedoso basado en la electrohumectación:la modificación de la capacidad de los líquidos para mantener contacto con una superficie sólida con un campo eléctrico. Se genera una corriente eléctrica tras el impacto de una gota cuando se redistribuyen las contracargas inducidas en el condensador.

Aumentando la corriente

La magnitud de esta corriente se rige por el número de cargas inyectadas. Al utilizar muestras compuestas con una alta resistencia, pudieron aumentar significativamente el número de cargas inyectadas. El diseño inteligente de los electrodos permitió que la redistribución de carga en su generador ocurriera de manera más eficiente. Los investigadores lograron convertir el 11,8% de la energía mecánica de una gota impactante en energía eléctrica, que es una mejora significativa en comparación con la eficiencia de dispositivos similares. Es más, demostraron que la eficiencia de la recolección de energía no se degrada después de 100 días, requiriendo solo un ciclo de carga de 15 minutos antes de la aplicación a largo plazo.

Aplicaciones

Su enfoque no se limita a la recolección de energía basada en gotas. Niels Mendel, uno de los autores dice:"Nuestro método también se puede considerar para otras aplicaciones en las que la energía mecánica debe convertirse en energía eléctrica, por ejemplo en wearables, de maremotos, o para la detección. "Se necesita más investigación para diseñar un generador que pueda recolectar energía de la lluvia de manera suficientemente eficiente.

El documento se titula "Generador de electricidad basado en trampas de carga (CTEG):un nanogenerador ultrarresistente y de alta eficiencia para la recolección de energía a partir de gotas de agua, "y ha sido publicado en Materiales avanzados el 6 de julio.

Un segundo artículo del mismo equipo que se centra en los principios físicos del proceso de recolección de energía se titula "Recolección de energía a partir de gotas que impactan sobre superficies cargadas" y está a punto de aparecer en Cartas de revisión física .