Pequeños generadores de electricidad estática podrían producir energía a partir de las olas

rap«>Una forma inteligente de unir muchos nanogeneradores que aprovechan la electricidad estática para generar corriente podría desbloquear un nuevo tipo de energía de las olas

Por Michael Le página

La energía de las olas puede estar a punto de ser impulsada por diminutos generadores que se basan en un fenómeno llamado efecto triboeléctrico. Un equipo en China ha presentado un diseño que duplica el récord anterior de energía generada por volumen utilizando esta tecnología.

A diferencia de la energía eólica y solar, los altos costos aún impiden que la energía de las olas despegue a lo grande. Los sistemas existentes generan energía cuando el movimiento de las ondas impulsa la inducción electromagnética, que involucra imanes que se mueven a través de bobinas, pero estos son pesados, costosos e ineficientes, dice Joao Ventura de la Universidad de Oporto en Portugal.

Una alternativa es crear sistemas de energía de olas que capturen la energía aprovechando la acumulación de electricidad estática cuando diferentes materiales se frotan entre sí, como un globo contra el cabello. Este fenómeno se conoce como efecto triboeléctrico y la descarga de la carga estática acumulada puede generar una corriente. Los dispositivos para explotar este efecto se conocen como «nanogeneradores».

Muchos equipos están desarrollando sistemas triboeléctricos para aplicaciones a pequeña escala, como la alimentación de marcapasos o la generación de electricidad a partir del movimiento de calcetines o mochilas, pero hasta ahora no se ha puesto a la venta ningún dispositivo que contenga nanogeneradores.

Debido a que la corriente generada por cada nanogenerador es pequeña, para la energía de las olas la idea es unir miles de nanogeneradores triboeléctricos en largas cadenas conectadas por conectores flexibles. Actualmente, muchos diseños de energía undimotriz consisten en esferas rodantes dentro de cada nanogenerador.

Ahora, un equipo dirigido por Zhong Lin Wang del Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Beijing en China, que creó el primer nanogenerador triboeléctrico en funcionamiento en 2012, ha creado un diseño diferente para la energía de las olas, que consiste en una bobina similar a un resorte dentro de un cilindro. A medida que el cilindro se balancea hacia adelante y hacia atrás en forma de ondas, diferentes partes de la espiral se tocan y se separan, generando una corriente.

En pruebas de laboratorio, este dispositivo produjo hasta 347 vatios de potencia por metro cúbico, el doble de lo mejor logrado antes y hasta 30 veces más que otros diseños triboeléctricos.

“El grupo ha logrado un avance significativo en el desarrollo de una nueva estructura triboeléctrica que proporciona alta densidad de potencia”, dice Ventura.

Con los nanogeneradores triboeléctricos, la estructura utilizada para generar energía suele ser mucho más grande que la capa delgada de triboeléctricos, dice. «Si puede empacar más en el mismo espacio, obtiene grandes beneficios».

El trabajo supera algunas de las principales barreras que impiden el despliegue de nanogeneradores triboeléctricos para la recolección de energía de las olas, dice Ventura.

Pero el pionero de la energía undimotriz Stephen Salter de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, no está convencido de que los nanogeneradores triboeléctricos puedan superar a los diseños convencionales de energía undimotriz. Además, debido a que el proceso involucra fricción, el desgaste será un problema, dice Salter, y el equipo no dice cómo lo solucionará.

Referencia de la revista: Una tierraDOI: 10.1016/j.oneear.2022.08.013