Dispositivos con aspecto de vegetal que recolectan energía del viento y de la lluvia

Los paneles solares generan electricidad a partir de la luz del Sol, y las turbinas eólicas lo hacen a partir del viento. Sin embargo, dado que cada tipo de aparato depende de una sola fuente, solo funciona cuando esa fuente está disponible. Por ejemplo, los paneles solares no funcionan de noche, y las turbinas eólicas no funcionan si no hay viento. Esto ha llevado a algunos científicos a proponer el desarrollo de tecnología que permita capturar energía de distintas fuentes renovables en un solo dispositivo.

Un equipo, integrado, entre otros, por Guanbo Min, del Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Pekín en China, y Ravinder Dahiya, de la Universidad del Nordeste en Boston, Massachusetts, Estados Unidos, ha comenzado a explorar la viabilidad de la puesta en práctica de sistemas así. Por ahora, no ha combinado energía solar con eólica, sino eólica con la del impacto de las gotas de agua de la lluvia.

El equipo construyó dos tipos diferentes de dispositivos recolectores de energía: un nanogenerador triboeléctrico para captar la energía cinética del viento, y un generador alimentado por la energía de las gotas para recoger la energía de la caída de las gotas de lluvia.

El nanogenerador triboeléctrico consta de una capa de nanofibras de nailon intercaladas entre capas de politetrafluoroetileno, más comúnmente conocido como Teflon™, y electrodos de cobre. Cuando las capas se presionan entre sí, se generan cargas estáticas que se convierten en electricidad.

El equipo también utilizó teflón para fabricar el generador alimentado por la energía de las gotas, que se impermeabilizó y se cubrió con una tela conductora para que actuara como electrodos. Cuando las gotas de lluvia golpean uno de los electrodos, se produce un desequilibrio de cargas que genera una pequeña corriente y un alto voltaje.

En condiciones óptimas, el nanogenerador triboeléctrico produjo 252 voltios y el generador alimentado por la energía de las gotas 113 voltios, pero solo durante breves periodos de tiempo.

El equipo montó el generador alimentado por la energía de las gotas sobre el nanogenerador triboeléctrico e incorporó versiones en forma de hoja a una planta artificial. Cuando los generadores en forma de hoja se expusieron a condiciones que imitaban el viento y la lluvia naturales, alimentaron 10 luces LED con breves parpadeos. Según los investigadores, aunque el dispositivo probado es muy pequeño, resulta factible fabricar versiones a escala mayor.

Algunas de las hojas de esta planta artificial, concretamente las de color beige, son generadores eléctricos que obtienen su energía de las gotas de lluvia y del viento. (Foto: adaptada de ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2024, DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c03620. CC BY)

El estudio se titula “Multisource Energy Harvester on Textile and Plants for Clean Energy Generation from Wind and Rainwater Droplets”. Y se ha publicado en la revista académica ACS Sustainable Chemistry & Engineering. (Fuente: NCYT de Amazings)