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Los científicos encuentran una manera de generar energía a partir del aire usando casi cualquier material

Los científicos encuentran una manera de generar energía a partir del aire usando casi cualquier material

Las gotas de agua suspendidas en el aire caen sobre el nanomaterial similar a un espagueti, generando electricidad que fluye a través de los electrodos (rectángulo amarillo) para alimentar todo lo que necesita energía. (Derek Lovely / Estudio Ella Maru)

Los científicos han descubierto que casi cualquier material puede usarse para convertir la energía contenida en la humedad del aire en electricidad, en un descubrimiento que podría conducir a una producción de energía limpia constante con poca contaminación.

La investigación, publicada en un artículo en la revista Advanced Materials, se basa en el trabajo de 2020 que mostró por primera vez que se puede extraer energía de la humedad del aire utilizando materiales recolectados de bacterias. El nuevo estudio muestra que se puede usar casi cualquier material, como la madera o la silicona, siempre que se pueda descomponer en partículas diminutas y remodelar usando poros microscópicos. Pero hay muchas preguntas sobre cómo ampliar la gama de productos.

«Lo que inventó, puedes imaginarlo como una pequeña nube hecha por el hombre», dijo Jun Yao, profesor de ingeniería en la Universidad de Massachusetts Amherst y autor principal del estudio. «Esta es realmente una fuente masiva y muy accesible de electricidad limpia continua. Imagine tener electricidad limpia disponible donde quiera que vaya».

Esto podría incluir un bosque, mientras camina por una montaña, en el desierto, en un pueblo rural o en la carretera.

Un generador accionado por aire, también conocido como «generador de aire», proporcionará electricidad limpia continua porque utiliza la energía de la humedad, que siempre está presente, en lugar de depender del sol o el viento. A diferencia de los paneles solares o las turbinas eólicas, que necesitan entornos específicos para prosperar, los generadores eólicos pueden ir a cualquier parte, dijo Yao.

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Sin embargo, una humedad más baja significa que se puede recolectar menos energía. El invierno, con aire seco, produce menos energía que el verano.

El dispositivo, del tamaño de una uña y más delgado que un cabello, está salpicado de pequeños agujeros conocidos como nanoporos. Los agujeros tienen menos de 100 nanómetros de diámetro, o menos de una milésima parte del ancho de una hebra de cabello humano.

Los diminutos orificios permiten el paso del agua en el aire de tal manera que desequilibra la carga en las partes superior e inferior del dispositivo, dando como resultado una batería que funciona continuamente.

«Estamos abriendo la puerta de par en par para la electricidad limpia del aire», dijo en un comunicado Xiaoming Liu, otro autor y estudiante graduado en ingeniería en UMass.

Si bien un prototipo solo produce una pequeña cantidad de energía, aproximadamente lo suficiente como para encender una gota de luz en una pantalla grande, debido a su tamaño, Yao dijo que los Air-gen se pueden apilar uno encima del otro, con vacíos de aire en el medio. . . Agregó que el almacenamiento de electricidad es un tema aparte.

Yao estimó que aproximadamente mil millones de generadores eólicos, apilados para tener el tamaño de un refrigerador, podrían producir kilovatios y alimentar parcialmente una casa en condiciones ideales. El equipo espera reducir la cantidad de dispositivos necesarios y el espacio que ocupan al hacer que la herramienta sea más eficiente. Hacerlo puede ser un desafío.

Los científicos primero deben determinar qué materiales son más efectivos para su uso en diferentes climas. En última instancia, Yao dijo que espera desarrollar una estrategia para hacer que el dispositivo sea más grande sin bloquear la humedad que se puede capturar. También quiere saber cómo apilar dispositivos de manera eficiente y cómo diseñar el Air-gen para que un dispositivo del mismo tamaño pueda captar más energía.

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No está claro cuánto tiempo llevará esto.

«Una vez que mejoremos esto, puedes ponerlo en cualquier lugar», dijo Yao.

Se puede incorporar a la pintura mural en el hogar, hacerse a mayor escala en un espacio no utilizado en la ciudad o dispersarse en espacios de difícil acceso en la oficina. Y debido a que puede usar casi cualquier material, puede extraer menos del medio ambiente que otras formas de energía renovable.

«Toda la tierra está cubierta por una gruesa capa de humedad», dijo Yao. «Es una tremenda fuente de energía limpia. Esto es solo el comienzo de hacer uso de eso».