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(noticias nanowerk) Durante mucho tiempo se ha considerado imposible extraer trabajo útil de las fluctuaciones aleatorias en un sistema en equilibrio térmico. De hecho, el conocido físico estadounidense Richard Feynman prácticamente dejó de investigar en la década de 1960 después de argumentar en una serie de conferencias que el movimiento browniano, o el movimiento térmico de los átomos, no podía realizar ningún trabajo útil.
Ahora se ha publicado un nuevo estudio. Control físico E («Cargar condensadores a partir de fluctuaciones térmicas utilizando diodos») demostró que a Feynman se le pasó por alto algo importante.
Tres de los cinco autores del artículo son del Departamento de Física de la Universidad de Arkansas. Según el primer autor, Paul Thibado, su estudio demuestra claramente que el ciclo térmico del grafeno independiente, cuando se conecta a un circuito que contiene diodos resistivos no lineales y condensadores de almacenamiento, en realidad realiza un trabajo útil al cargar los condensadores de almacenamiento.
Los autores descubrieron que cuando la carga inicial es cero, el circuito extrae corriente del entorno térmico para cargar los condensadores de almacenamiento. Luego, el equipo demostró que el sistema satisface tanto la primera como la segunda ley de la termodinámica durante todo el proceso de carga. También descubrieron que los condensadores de almacenamiento más grandes proporcionan más carga almacenada y que la capacitancia de grafeno más pequeña ofrece una tasa de carga inicial más alta y un tiempo de descarga más largo. Estas propiedades son importantes ya que dan tiempo para que los condensadores de almacenamiento se desconecten del circuito de recolección de energía antes de que se pierda la carga neta.
Esta última publicación se basa en dos estudios anteriores del grupo. El primero apareció en 2016. Cartas de examen físico Artículo (“Comportamiento dinámico anómalo de membranas independientes de grafeno”). En este estudio, Thibado y sus coautores identificaron las propiedades vibratorias únicas del grafeno y su potencial para recolectar energía.
El segundo fue lanzado en 2020. Control físico E Artículo (“Corriente inducida por flujo a partir de grafeno independiente”) en el que analizan un circuito que utiliza grafeno que puede suministrar corriente limpia e ilimitada a pequeños dispositivos o sensores.
Este último estudio va aún más allá al determinar matemáticamente la construcción de un circuito capaz de recolectar energía del calor de la tierra y almacenarla en capacitores para su uso posterior.
«En teoría queríamos demostrarlo», explicó Thibado. “Existen fuentes de energía conocidas como la cinética, la solar, la radiación ambiental, los gradientes acústicos y térmicos. Ahora también existe una producción de calor no lineal. Generalmente se piensa que es energía térmica que requiere un gradiente de temperatura. Por supuesto, esta es una fuente importante de poder práctico, pero lo que hemos encontrado es una nueva fuente de poder que nunca antes había existido. Y esta nueva energía no requiere dos temperaturas diferentes, ya que existe a una sola temperatura”.
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