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Los generadores de electricidad creados a partir de la energ??a que liberan las gotas de agua al caer sobre una superficie no son nuevos, pero este hallazgo multiplica su eficiencia de forma extraordinaria.
Los cient??ficos han estado investigando este tipo de??producci??n de energ??a??durante a??os, pero la tarea de convertir??la energ??a de las gotas de lluvia??en electricidad es mucho m??s compleja que obtenerla a trav??s de centrales hidroel??ctricas. Estas utilizan el movimiento de una marea ascendente o de una corriente que fluye para producir electricidad, y??son la evoluci??n de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los r??os??para generar energ??a.
Por ello, la eficiencia de la conversi??n energ??tica con este enfoque es bastante baja, y el llamado??efecto triboel??ctrico??(el fen??meno f??sico que permite producir energ??a cuando una gota golpea una superficie) que se ha logrado con los generadores tradicionales ha tenido siempre un alcance muy limitado.
Una??nueva investigaci??n??publicada en??Nature, sin embargo, parece haber hallado un m??todo que podr??a generar suficiente energ??a gracias a la ca??da de una sola gota de lluvia, tanta como para encender 100 peque??as??bombillas LED. Esto supone un extraordinario salto hacia adelante en cuanto a eficiencia:??varios miles de veces m??s que los dispositivos tradicionales.
Concretamente, los investigadores de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong (CityU)??aseguran que??con una gota de 100 microlitros de agua liberada desde una altura de 15 cent??metros pueden obtener un voltaje de m??s de 140V. As??, de acuerdo con los datos que ha proporcionado el equipo,??la densidad de potencia instant??nea de su generador el??ctrico por goteo alcanzar??a hasta 50,1W por metro cuadrado.
Aprovechar el ciclo del agua y generar electricidad a partir de los d??as lluviosos podr??a ser una forma de aumentar nuestro uso de energ??a renovable.
El truco reside en el uso de politetrafluoroetileno
La investigaci??n ha sido dirigida por Wang Zuankai, del Departamento de Ingenier??a Mec??nica de CityU; Zeng Xiaocheng, de la Universidad de Nebraska-Lincoln, Estados Unidos; y Wang Zhonglin, cient??fico jefe del Instituto de Nanoenerg??a y Nanosistemas de la Academia China de Ciencias de Beijing.
Uno de los??trucos??a los que recurri?? el equipo de investigadores para que su generador de electricidad a base de gotas de lluvia fuera mucho m??s eficiente fue el uso una pel??cula de politetrafluoroetileno (PTFE), que es capaz de acumular una carga superficial a medida que es golpeada continuamente por las??gotas de agua.??
A medida que las gotas golpean la superficie y se extienden, act??an como un “puente” que??conecta dos electrodos: un electrodo de??aluminio??y un electrodo de ??xido de indio y esta??o (con el PTFE en la parte superior).??
Wanghuai et al., Nature, 2020
El puente de gotas de??agua, a su vez, forma una superficie de circuito cerrado para que se pueda liberar toda la energ??a recolectada: las gotas act??an como resistencias y el recubrimiento de la superficie act??a como un condensador.
Es decir, que cualquier superficie en la que las gotas de agua golpeen al caer puede ser susceptible de aprovecharse de este hallazgo, desde un paraguas hasta el casco de un barco.
Con todo, todav??a est??n en las fases preliminares de los ensayos de este sistema hongkon??s y a??n??queda mucho trabajo por hacer a fin de ser considerado ??ptimo para su uso pr??ctico. Los resultados son prometedores, pero los investigadores no esperan tener un prototipo listo hasta dentro de cinco a??os.
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