Un equipo de científicos ha desarrollado un dispositivo que genera una corriente eléctrica estable aprovechando el movimiento molecular de los líquidos. Esta innovación podría impulsar la nanotecnología y proporcionar una nueva dimensión a la energía limpia que sea inmune a fuerzas externas. La tecnología de energía de las olas es una tecnología probada de generación de energía, pero cada molécula líquida en la Tierra contiene energía, incluso cuando el líquido está en reposo. A escala molecular, los átomos y los iones están siempre en movimiento. Si se puede aprovechar la capacidad generada por este movimiento a nanoescala, seguramente se convertirá en una nueva e importante fuente de energía.
El autor Luan Yucheng dijo: "Hay una gran cantidad de aire y líquido en la tierra, y su recolección exitosa puede producir una enorme energía para la sociedad". En un artículo publicado esta semana en "APLMaterials" de AIP Publishing, Luan Yucheng y sus colaboradores probaron un dispositivo de recolección de energía molecular que puede capturar energía del movimiento natural de las moléculas en líquidos. Su trabajo muestra que el movimiento molecular se puede utilizar para generar corrientes eléctricas estables.
Para crear el dispositivo, los investigadores sumergieron nanoarrays de material piezoeléctrico en un líquido y dejaron que el movimiento del líquido moviera los nanoarrays, de forma muy parecida a como las algas marinas se balancean en el océano. Sólo que en este caso el movimiento se produjo a escala molecular invisible y los nanoarrays estaban hechos de óxido de zinc. Se eligió el material de óxido de zinc porque tiene propiedades piezoeléctricas, lo que significa que cuando se ondula, se dobla o se deforma en movimiento, genera una fuerza electromotriz.
Luan Yucheng dijo: "Como material piezoeléctrico bien estudiado, el óxido de zinc puede sintetizar fácilmente varias nanoestructuras, incluidos los nanobigotes. Los nanobigotes son estructuras limpias y ordenadas compuestas de muchos nanocables, similares a las cerdas de un cepillo de dientes".
Estos recolectores de energía podrían utilizarse para sentar las bases de la nanotecnología, como los dispositivos médicos implantables, y también podrían ampliarse a generadores a gran escala y producción de energía a escala de kilovatios. Una característica clave del diseño del dispositivo es que no depende de ninguna fuerza externa, lo que aumenta su potencial como fuente de energía limpia revolucionaria.
"El dispositivo recolector de movimiento térmico molecular no requiere ninguna estimulación externa, lo cual es una gran ventaja en comparación con otros recolectores de energía", afirmó Luan. "Actualmente, la energía eléctrica se obtiene principalmente de fuentes de energía externas, como la energía eólica, hidráulica, solar, etc. Este trabajo abre la posibilidad de generar energía eléctrica a través del movimiento térmico de moléculas líquidas, que proviene de la energía interna del sistema físico y es esencialmente diferente del movimiento mecánico ordinario".
Los investigadores ya están trabajando en la siguiente fase del diseño, aumentando la densidad de energía del dispositivo probando diferentes líquidos, materiales piezoeléctricos de alto rendimiento, nuevas arquitecturas del dispositivo y ampliando el dispositivo.
"Creemos que en un futuro próximo este nuevo sistema se convertirá en una forma indispensable para que los humanos obtengan energía eléctrica".