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I+D en materiales tecnológicos

Nuevo material genera electricidad con sal y humedad del aire

Científicos desarrollan un dispositivo capaz de almacenar y generar energía eléctrica

Nuevo material genera electricidad con sal y humedad del aire
Este nuevo material tecnológico puede generar electricidad a partir de sal marina y humedad ambiente (Crédito: National University of Singapore)

 

Un grupo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han inventado un dispositivo que utiliza la sal marina como absorbente eco amigable, un trozo de tela y tinta de carbón, para generar y almacenar energía eléctrica. Esta “batería” recargable, no tóxica y delgada como papel, suministra una salida eléctrica mayor que las pilas AA convencionales, pudiendo alimentar potencialmente aparatos electrónicos de uso diario. El sistema, según sostienen sus creadores, es capaz de funcionar sin interrupciones mientras haya humedad ambiente.

Si bien existen dispositivos conocidos como MEG (por sus siglas en inglés, moisture-driven electricity generation), capaces de generar electricidad gracias a la interacción de determinados materiales con la humedad del aire, el inconveniente  con dicha tecnología hasta el momento, es que llega un punto en que el sistema se satura de agua como consecuencia de la exposición continua a la humedad ambiental, mermando su rendimiento.

El interés creciente por dispositivos MEG se vincula con su potencial de aplicación en prendas electrónicas y aparatos portátiles como monitores de salud, sensores de piel electrónicos y dispositivos de almacenamiento de información.
 
A partir de un nuevo estudio (publicado en la revista Advanced Materials el pasado 26 de mayo), la innovación introducida por el equipo de científicos e ingenieros del NUS liderado por el profesor Tan Swee Ching, del Departamento de Materiales, Ciencia e Ingeniería, se logra desarrollar un dispositivo MEG superador, que soluciona los inconvenientes anteriores al mejorar su eficacia y fiabilidad.

Funcionamiento

El novedoso MEG consta de un tejido de 0,3 milímetros de espesor, fabricado a partir de pulpa de madera y poliéster, el cual se recubre de nanopartículas de carbono. Una de las áreas de dicho tejido se reviste con un hidrogel iónico fabricado con sal marina, elemento capaz de absorber una cantidad de humedad equivalente a seis veces su peso.


Los científicos autores del estudio: el profesor Tan Swee Ching (centro), el Dr. Zhang Yaoxin (izquierda) y el Sr. Qu Hao (derecha)

(Crédito: National University of Singapore)

"Se eligió la sal marina como compuesto absorbente de agua debido a sus propiedades no tóxicas y a su potencial para proporcionar una opción sostenible a las plantas desalinizadoras para eliminar la sal marina y la salmuera generadas", comenta el investigador líder del estudio.

En otra área del tejido, hay una región seca que no contiene la capa de hidrogel iónico. La electricidad se genera cuando los iones de la sal marina se separan al absorber el agua en la región húmeda. “Los iones libres con carga positiva (cationes) son absorbidos por las nanopartículas de carbono que tienen carga negativa. Esto provoca cambios en la superficie del tejido, generando un campo eléctrico a través de él”, explican los investigadores.

Aplicando este diseño único de regiones húmeda-seca, los investigadores del NUS logran mantener un contenido alto de agua en la región húmeda y un contenido bajo de agua en la región seca.

"Tras la absorción de agua, un trozo de tejido generador de energía de 1,5 por 2 centímetros puede proporcionar hasta 0,7 voltios de electricidad durante más de 150 horas en un entorno constante", comenta el doctor Zhang Yaoxin, otro de los autores involucrados en el reciente estudio.

Por otra parte, aseguran que el diseño de estructura asimétrica permite que el rendimiento eléctrico del nuevo MEG mejore significativamente en relación a los existentes en la actualidad. Asimismo, los experimentos en el laboratorio demuestran su gran flexibilidad y su capacidad de soportar la tensión de la torsión, el enrollamiento y la flexión, concluyen los investigadores.

Tras encarar la patente para esta tecnología, los investigadores planean explorar ahora estrategias de comercialización para aplicaciones del mundo real.
Conocé más sobre este innovador material en el siguiente video (activá el subtítulo):

 

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Última Actualización: 01/10/2022 2:57