Incluso las gotas de lluvia tienen energía. Y los nanogeneradores triboeléctricos son capaces de almacenarla

Del roce a la lluvia, descubre los nanogeneradores triboeléctricos que transforman energía mecánica en electricidad. Una revolución sostenible que promete cambiar nuestro futuro energético.

El mundo de la tecnología se encuentra al borde de una transformación revolucionaria, gracias al advenimiento de las redes de Nanogeneradores Triboeléctricos (TENG, por sus siglas en inglés).

Esta innovadora tecnología, que convierte la energía mecánica en electricidad, está lista para redefinir la forma en que percibimos y utilizamos la energía en el futuro.

Las redes TENG operan bajo el principio de la triboelectricidad, un tipo de electrificación por contacto en el que ciertos materiales se cargan eléctricamente después de entrar en contacto de fricción con otro material.

Qué es la triboelectricidad

El efecto triboeléctrico es similar a la electricidad estática, ya que los nanogeneradores triboeléctricos utilizan el roce entre dos superficies para generar electricidad.

Estos dispositivos tienen cuatro capas, donde una libera electrones, otra los atrapa y una tercera los recoge, mientras que la cuarta capa actúa como batería para almacenar la corriente generada.

La eficiencia del proceso se mejora mediante el uso de materiales específicos y microestructuras que aumentan la superficie de contacto.

Qué aplicaciones tienen las redes TENG

Las aplicaciones potenciales de las redes TENG son vastas y variadas. Imagina un mundo en el que tu trote matutino pueda alimentar tu teléfono inteligente durante todo el día, o donde el viento que sopla entre los árboles pueda iluminar una calle.

Escenarios como estos ya no son sólo ciencia ficción, sino una realidad que las redes TENG podrían hacer posible.

Esta tecnología también tiene un inmenso potencial en el ámbito de la energía sostenible. Mientras el mundo lidia con la apremiante necesidad de transicionar hacia fuentes de energía renovable, las redes TENG ofrecen una solución viable.

Pueden aprovechar la energía de diversas fuentes, como el viento, la lluvia, las olas del océano e incluso el movimiento humano, brindando así una solución energética sostenible y respetuosa con el medio ambiente.

Además, las redes TENG no se limitan únicamente a aplicaciones a gran escala. También pueden miniaturizarse e integrarse en dispositivos portátiles, lo que las convierte en ideales para alimentar tecnología vestible y dispositivos de Internet de las cosas (IoT).

Esto podría revolucionar la forma en que interactuamos con la tecnología, haciéndola más integrada y fluida que nunca.

Retos a superar por las redes TENG

El desarrollo de las redes TENG no está exento de desafíos. Uno de los principales obstáculos es mejorar la eficiencia y durabilidad de estos nanogeneradores.

Actualmente, la cantidad de energía que pueden generar es relativamente pequeña y tienden a degradarse con el tiempo. Los investigadores trabajan activamente en mejorar el rendimiento de las redes TENG para superar estas limitaciones.

Otro desafío radica en la integración de las redes TENG en los sistemas de energía existentes. Dado que esta tecnología es relativamente nueva, todavía existen muchos obstáculos técnicos y regulatorios que superar antes de que pueda ser ampliamente adoptada. Sin embargo, con una investigación y desarrollo continuos, estos desafíos pueden ser superados.

A pesar de estos desafíos, los posibles beneficios de las redes TENG son demasiado significativos para ignorarlos. Ofrecen un camino hacia un futuro energético más sostenible y eficiente, donde la energía puede ser aprovechada del mundo que nos rodea de una manera armoniosa con la naturaleza.

Paneles solares triboeléctricos

Cuando ya hemos avanzado, cuando los materiales triboeléctricos se separan, generan una carga eléctrica. Este fenómeno, al ser aprovechado en nanogeneradores, puede convertir la energía mecánica de fuentes naturales como el viento, la lluvia o incluso los movimientos del cuerpo en electricidad.

Por tanto, además de por el roce, los nanogeneradores triboeléctricos también pueden generar electricidad mediante el impacto de gotas de lluvia en una membrana triboeléctrica. Este enfoque prometedor ofrece una forma novedosa y sostenible de generar energía limpia a partir de fenómenos cotidianos.

Así lo demuestra una tecnología desarrollada en la Universidad de Tsinghua, que aprovecha la energía cinética del agua en movimiento para generar electricidad, de manera similar a una hidroeléctrica en pequeña escala.

La recolección de energía de lluvia a gran escala ha sido un desafío hasta ahora, pero este nuevo enfoque propuesto por los investigadores muestra promesa.

Para mejorar la eficiencia, han desarrollado generadores de matriz en puente que permiten conectar múltiples dispositivos D-TENG (generadores TENG basados en gotas) de manera más eficiente, evitando pérdidas de energía no deseadas.

La lluvia cae sobre la superficie de los paneles, generando ya mencionado proceso de triboelectrificación, donde las gotas adquieren carga positiva y la superficie del panel carga negativamente. Aunque cada gota genera una pequeña cantidad de carga, se acumula gradualmente en la superficie del panel hasta alcanzar la saturación.

El estudio ha demostrado que los generadores de matriz en puente pueden producir casi cinco veces más energía que los generadores convencionales de gotas de lluvia de gran área con el mismo tamaño, alcanzando una potencia de 200 W/m2.

Esta tecnología ofrece un enfoque prometedor para la recolección de energía de lluvia a gran escala, lo que podría ser una fuente de electricidad sostenible y amigable con el medio ambiente en el futuro.

Fuente | Energyportal.eu