NANOGENERADORES DE ENERGÍA

 

 

 

Investigadores han conseguido generar energía a través de nanocables de óxido de zinc, que la recopilan con la simple presión de dos dedos, o del latido de un corazón, entre otras fuentes.

Investigadores de la Instituto de Tecnología de Georgia han dado con una nueva forma de generar electricidad para dispositivos mediante nanogeneradores compuestos por cables de oxido de zinc. Estos cables en miniatura son capaces de recolectar la corriente eléctrica del entorno en que se encuentren, como puede ser el caso de dos dedos apretándolos o el impulso de los latidos del corazón.

 

 

En concreto, estos nanogeneradores son capaces de producir 3 voltios y hasta 300 nanoamperios.

El equipo ha sido liderado por Zhong Lin Wang durante los últimos cinco años y ha dado como resultado este importante hallazgo, aunque durante este tiempo la tecnología se ha ido mejorando notablemente.

La última generación que han desarrollado está basada en un array de nanocables de óxido de zinc que se combinan con un polímero para mejorar la generación eléctrica. Durante la demostración, estos nanogeneradores han sido capaces de encender una pequeña pantalla LCD.

 

 

“Si podemos seguir manteniendo este grado de mejoras, en un futuro podremos aplicar la tecnología en dispositivos electrónicos de diversa índole, como es el caso de los relacionados con la Salud, Electrónica de consumo o Monitorización medioambiental”.

 

Nanogenerador de energía térmica creado sin

piezas móviles sólidas

 

 

Un colector térmico capaz de convertir la

abundante energía térmica -como la radiación

solar, el calor residual, la combustión de biomasa

o la energía geotérmica- en energía mecánica.

Energía térmica en energía eléctrica

Un colector térmico capaz de convertir la abundante energía térmica -como la radiación solar, el calor residual, la combustión de biomasa o la energía geotérmica- en energía mecánica.

La mayoría de las tecnologías de generación de energía térmica implican piezas móviles sólidas, lo que puede reducir su fiabilidad y provocar un mantenimiento frecuente. Esto inspiró a los investigadores chinos a desarrollar un nanogenerador de energía térmica sin piezas móviles sólidas.

En Applied Physics Letters, los investigadores proponen un nanogenerador de energía térmica, denominado nanogenerador triboeléctrico de metal líquido accionado termoacústicamente, o TA-LM-TENG, que convierte la energía térmica en energía eléctrica.

“Este generador consta de dos partes: un motor termoacústico y un nanogenerador triboeléctrico de base líquida (LM-TENG)” comenta Guoyao Yu, profesor del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias.

En primer lugar, el motor termoacústico convierte la energía térmica en energía acústica mediante la expansión y contracción térmica oscilante de un gas. A continuación, el LM-TENG convierte la energía acústica en energía eléctrica mediante el efecto de acoplamiento de la electrificación por contacto y la inducción electrostática.

Al calentar el intercambiador de calor del motor termoacústico, “el gas del motor inicia una oscilación espontánea“, explica Yu. “El movimiento oscilatorio del gas empuja una columna de metal líquido que fluye de un lado a otro dentro de un tubo en forma de U. Esto hace que el metal líquido se sumerja y separe periódicamente con una película de poliamida, generando una tensión alterna en los electrodos. Esto extrae la energía eléctrica del TA-LM-TENG“.

 

Qué es lo que se espera

La característica más deseable del TA-LM-TENG es la ausencia de piezas móviles sólidas que puedan romperse, lo que garantizará que el nanogenerador sea más fiable y le ayudará a conseguir una larga vida útil.

“Este generador también promete una eficiencia de conversión de calor a electricidad teóricamente alta. Y hemos diseñado y construido un prototipo conceptual para validar la viabilidad de nuestro concepto. En los experimentos preliminares, se logró la mayor amplitud de tensión en circuito abierto, de 15 voltios, lo que implica que nuestro concepto está bien demostrado” explica Guoyao Yu.

Mientras el nanogenerador de energía térmica propuesto pueda reducirse en tamaño, “muestra potencial para aplicaciones, como la recuperación de calor residual, el suministro de energía dentro de (sistemas microelectromecánicos), la energía solar y los sistemas de energía espacial“, dijo Yu. Fuente: ecoinventos.com

 

Nanogeneradores permitirán a los neumáticos

generar electricidad

 

 

Investigadores de la Universidad de Wisconsin están investigando en nanogeneradores destinados a generar electricidad aprovechando el contacto de los neumáticos con la tierra. Esta electricidad se genera gracias al efecto triboeléctrico, causado por el rozamiento entre dos materiales. Este caso sería el del neumático contra el suelo.

El equipo de investigadores ha creado un tipo de nanogenerador triboeléctrico especialmente optimizado para su uso en los coches. Gracias a esta recuperación de energía la autonomía de los coches podría aumentar, sumándose así a otros sistemas de recuperación de energía como la frenada o la suspensión regenerativa.

Según Zhong Lin Wang, creador de los primeros nanogeneradores triboeléctricos en 2012, se pueden conseguir aumentos de autonomía importantes. Los investigadores aseguran haber conseguido recuperar hasta el 10,4% de la energía gastada en sus prototipos, porcentaje que esperan que se mantenga a medida que desarrollen modelos más grandes.

 

La primera de sus pruebas ha sido en un coche de juguete eléctrico, que gracias a este sistema de nanogeneradores consiguió encender varias luces LED. Por supuesto, con mayores neumáticos y mayores pesos la energía recuperada será mayor. Esta aplicación tiene mucho futuro en los coches eléctricos. Según los investigadores, un coche como el Nissan LEAF podría ganar hasta un 10% de autonomía.

Wang sigue trabajando en la mejora de su diseño. Su próximo paso será construir un neumático de coche a tamaño completo para poder probar este sistema a escala real.

 

La recuperación de energía a bordo de los coches, ya sea con baterías o modelos con motores de combustión convencionales, se ha convertido en uno de los principales objetivos para los fabricantes de la industria automotriz. Pero: ¿es realmente posible recuperar o crear energía, aprovechando el movimiento de las ruedas? En este articulo te hablaremos de un proyecto que tiene, como finalidad, la producción de neumáticos que generan electricidad.

La primera idea de unas ruedas capaces de generar electricidad fue introducida en 2015 por Goodyear. Durante el Salón del Automóvil de Ginebra, el fabricante americano de neumáticos premium lanzó el innovador proyecto de su nuevo BH-03.

A distancia de cinco años, ahora somos testigos de sistemas cada vez más sofisticados que permiten generar corriente explotando todos los procesos mecánicos y físicos que ocurren durante el movimiento de los vehículos. Incluyendo el rodamiento de neumáticos para el cual la compañía japonesa Sumitomo Rubber Industries (propietaria de la marca Falken) ha desarrollado la tecnología Energy Harvester.

Neumáticos que se deforman y generan electrones

 

Los ingenieros del proyecto Energy Harvester han desarrollado un sistema sencillo y muy efectivo que podría revolucionar el abastecimiento de electricidad necesario para los coches modernos. Que, como sabes muy bien, se fabrican intentando reducir al máximo las emisiones. A través de dos capas de películas recubiertas con un nanomaterial, cargadas positivamente y la otra negativamente, los neumáticos que generan electricidad son capaces de producir un flujo de electrones cuando se deforma su superficie.

La batería del coche, siempre cargada

Los diseñadores creen que Energy Harvester podría conducir a aplicaciones prácticas como fuente de energía para muchos dispositivos presentes en un automóvil, lo que limita el consumo actual de la batería. Por ejemplo, los sensores utilizados en los sistemas de monitoreo de presión de los neumáticos, o las luces LED de cortesía en el compartimiento de pasajeros.

 

 

 

 

Aún no se sabes si y cuando esta tecnología podrá implementarse de manera definitiva y comercializarse. Sin dudas, se trata de un avance muy positivo que permitirá a los coches ser básicamente autosuficientes de un punto de vista energético.

 

Primer dispositivo que puede producir

electricidad a partir de la nieve

 

 

Se puede conectar a la parte inferior de las botas o esquís y se utiliza para recopilar datos para deportes de invierno.
A la lista de fuentes limpias y prácticamente inagotables de energía -luz del Sol, la fuerza de las mareas o el viento-, se acaba de añadir un elemento de la naturaleza: las nevadas.
Un equipo de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) ha desarrollado un nuevo dispositivo que puede producir electricidad a partir de la nieve.
Los investigadores han bautizado el nuevo nanogenerador triboeléctrico basado en nieve, como Snow TENG. «Es económico, pequeño, delgado y flexible, es el primero en su tipo y puede funcionar en áreas remotas porque proporciona su propia energía y no necesita baterías», señala el autor principal de la investigación, el doctor en Química y profesor Richard Kaner.

 

Como su nombre indica, funciona con el efecto triboeléctrico, lo que significa que usa electricidad estática para generar una carga a través del intercambio de electrones.
La nieve tiene carga positiva, por lo que frotarla contra un material con la carga opuesta permite que se extraiga energía. Después de una serie exhaustiva de pruebas, el equipo se decidió por la silicona como el material más efectivo.
El Snow TENG, que se puede imprimir en 3D, está hecho con una capa de silicona unida a un electrodo.
“Cada invierno hay nevadas en alrededor del 30 por ciento de la superficie de la Tierra, y durante ese tiempo los paneles solares a menudo no funcionan porque la acumulación de nieve reduce la cantidad de luz solar que llega a superficie, lo que limita su potencia de salida y los hace menos efectivos”, explica Maher El-Kady, investigador asistente de Química y Bioquímica de la UCLA, que ha trabajado con Kaner en el desarrollo del dispositivo.
El único problema es que el Snow TENG produce una cantidad muy pequeña de electricidad en su forma actual: tiene una densidad de potencia de 0.2 mW por metro cuadrado.

 

Eso significa que realmente no se puede conectar a la red como un panel solar, pero podría crear sensores meteorológicos pequeños y autoalimentados.
Kaner explica, sin embargo, que «es un dispositivo muy inteligente: una estación meteorológica que puede decirle cuánta nieve está cayendo, la dirección de la nieve y la dirección y velocidad del viento».
A la espera de su evolución, instalado en la suela del calzado o en otros dispositivos ‘weareables’ (ponibles) colocados en partes del cuerpo expuestas a la nieve, podría servir para evaluar y mejorar el rendimiento de un atleta al correr, caminar o saltar, o para identificar los patrones de movimiento de deportistas que practican deportes de invierno, como el esquí.
Y es que se puede conectar a la parte inferior de las botas o esquís y se utiliza para recopilar datos para deportes de invierno.
“Este dispositivo podría marcar el comienzo de una nueva generación de aparatos portátiles que se autoalimentan de electricidad sin necesidad de usar baterías eléctricas, y que podrían utilizarse para monitorizar a los atletas, sus desempeños y movimientos, con mayor precisión que otros sistemas como los relojes inteligentes de uso deportivo”, concluyen sus descubridores.

 

 

 

 

 

 

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