Idean un generador eléctrico que funciona con los cambios de temperatura entre el día y la noche

MADRID (EP). Científicos del MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) han ideado un generador eléctrico que funciona con las fluctuaciones de temperatura entre el día y la noche.

Llamado resonador térmico, podría permitir el funcionamiento continuo a largo plazo de sistemas de teledetección, por ejemplo, sin requerir otras fuentes de energía o baterías, dicen los investigadores.

"Básicamente, inventamos este concepto de la nada", dice el coautor Michel Strano, del Departamento de Ingeniería Química del MIT. "Hemos construido el primer resonador térmico. Se trata de algo que puede ponerse en una mesa y generar energía aparentemente de la nada. Estamos rodeados de fluctiacones de temperaturas de diferentes frecuencias todo el tiempo. Es una fuente de energía sin aprovechar".

Si bien los niveles de potencia son limitados, la ventaja del resonador térmico es que no necesita luz solar directa; genera energía a partir de los cambios de temperatura ambiente, incluso a la sombra. Eso significa que no se ve afectado por la nubosidad u otras condiciones ambientales, y puede ubicarse en cualquier parte del mundo.

Para su dispositivo, el equipo creó una combinación de materiales cuidadosamente diseñada. La estructura básica es una espuma de metal, hecha de cobre o níquel, que luego se recubre con una capa de grafeno para proporcionar una conductividad térmica aún mayor. Luego, la espuma se infunde con un tipo de cera llamada octadecano, un material de cambio de fase, que cambia entre sólido y líquido dentro de un rango particular de temperaturas elegido para una aplicación determinada.

Una muestra del material realizado para poner a prueba el concepto mostraron que, sólo en respuesta a una diferencia de 10 grados centígrados entre la noche y el día, la pequeña muestra de material produjo 350 milivoltios de tensión y 1,3 milivatios de potencia, suficiente para poder sencillos sensores ambientales o sistemas de comunicaciones pequeños.

"El material de cambio de fase almacena el calor", dice Anton Cottrill, autor principal del estudio, "y el grafeno te proporciona una conducción muy rápida" cuando se trata de usar ese calor para producir una corriente eléctrica.

Esencialmente, explica Strano, un lado del dispositivo captura el calor, que luego irradia lentamente por el otro lado. Un lado siempre se queda atrás del otro cuando el sistema intenta alcanzar el equilibrio. Esta diferencia perpetua entre los dos lados se puede recolectar mediante termoelectricidad convencional. La combinación de los tres materiales (espuma de metal, grafeno y octadecano) lo convierte en "el material de efusión térmica más alto de la literatura hasta la fecha", dice Strano.

Se han usado otras teorías para el ciclo térmico, con dispositivos piroeléctricos, por ejemplo, pero el nuevo sistema es el primero que se puede ajustar a períodos específicos de variaciones de temperatura, como el ciclo diurno, dicen los investigadores. 

Estas variaciones de temperatura son "energía sin explotar", dice Cottrill, y podrían ser una fuente complementaria de energía.