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La tecnología de la energía de las olas es una fuente comprobada de electricidad, pero hay energía en cada molécula líquida de la Tierra, incluso cuando el líquido está en reposo. A nivel molecular, los átomos y los iones están en constante movimiento. Si se puede aprovechar este movimiento a nanoescala, podría convertirse en una importante fuente de energía.
«Hay enormes cantidades de aire y líquido en la Tierra, y extraerlos con éxito podría producir una cantidad gigantesca de energía para la sociedad». dijo el autor Yucheng Luan.
En un artículo publicado esta semana en APL Materials de AIP Publishing, Luan y sus colaboradores probaron un dispositivo de recolección de energía molecular que captura la energía del movimiento natural de las moléculas en un líquido. Su trabajo demostró que el movimiento molecular se puede utilizar para generar una corriente eléctrica estable.
Para desarrollar el dispositivo, los investigadores sumergieron nanomatrices de material piezoeléctrico en un líquido, permitiendo que el movimiento del líquido moviera las hebras como si fueran algas marinas que flotan en el océano. En este caso, sin embargo, el movimiento se produce a nivel molecular invisible y las hebras también están hechas de óxido de zinc. El material de óxido de zinc fue elegido por sus propiedades piezoeléctricas, lo que significa que genera potencial eléctrico cuando se curva, dobla o deforma bajo movimiento.
«Como material piezoeléctrico bien estudiado, el óxido de zinc se puede sintetizar fácilmente en varias nanoestructuras, incluidos los nanobigotes». Dijo Luan. «Un nanobigotes es una estructura limpia y ordenada hecha de muchos nanocables, similar a las cerdas de un cepillo de dientes».
Sus recolectores de energía podrían usarse para alimentar nanotecnologías, como dispositivos médicos implantables, o podrían ampliarse para convertirse en generadores de tamaño completo y producir energía a escala de kilovatios. Una característica clave del diseño del dispositivo es que no depende de fuerzas externas, lo que aumenta su potencial como fuente innovadora de energía limpia.
«Los dispositivos Molecular Thermal Motion Harvester no requieren estimulación externa, lo cual es una gran ventaja en comparación con otros recolectores de energía». Dijo Luan. “Actualmente la energía eléctrica se obtiene principalmente de energía externa como la energía eólica, hidráulica, solar y otras. Este trabajo abre la posibilidad de generar energía eléctrica a través del movimiento térmico molecular de fluidos a partir de la energía interna del sistema físico, lo cual es sustancialmente diferente del movimiento mecánico ordinario”.
Los autores ya están trabajando en la siguiente fase de su diseño para mejorar la densidad de energía del dispositivo probando diferentes fluidos, materiales piezoeléctricos de alto rendimiento, nuevas arquitecturas del dispositivo y ampliando el dispositivo.
«Creemos que un sistema tan novedoso se convertirá en una forma indispensable para que los humanos generen energía eléctrica en un futuro próximo».
Fuente: https://www.aip.org/
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