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Avances en una nueva y poderosa forma de generar electricidad
Hace unos cuatro años, los investigadores del estudio de Michael Strano laboratorio de ingenieria quimica en el MIT recubrió un trozo corto de hilo hecho de nanotubos de carbono con TNT e iluminó un extremo con un láser. Brillaba y ardía como un fusible, demostrando una nueva forma de generar electricidad que produce cantidades fenomenales de energía.
En ese momento, nadie entendía cómo funcionaba, y era tan ineficiente que era poco más que una curiosidad de laboratorio, dice Strano.
Ahora, Strano ha descubierto la física subyacente, lo que ha ayudado a su equipo a mejorar la eficiencia de manera espectacular (10 000 veces) y ha trazado un camino para mejoras rápidas y continuas. Un día, los generadores que utilicen este fenómeno podrían hacer que los dispositivos electrónicos portátiles duren más y hacer que los autos eléctricos sean tan convenientes como los convencionales, ampliando su alcance y permitiendo un rápido reabastecimiento de combustible en minutos.
Las eficiencias de los dispositivos de laboratorio fabricados hasta el momento siguen siendo bajas en comparación con los generadores convencionales. El último dispositivo de Strano tiene una eficiencia de poco más del 0,1 por ciento, mientras que los generadores convencionales tienen una eficiencia del 25 al 60 por ciento.
Pero Strano dice que podrían ser útiles en algunas aplicaciones de nicho, donde se necesita un estallido repentino de energía. Y Strano dice que las mejoras adicionales en la eficiencia significan que pronto podrían ser factibles aplicaciones más amplias.
Los nuevos generadores explotan un fenómeno que Strano llama onda termoeléctrica. La forma convencional de generar electricidad quemando un combustible es usar calor para hacer que los gases en expansión impulsen una turbina o un pistón. En el sistema de Strano, a medida que el combustible se quema a lo largo de sus nanotubos, la onda de combustión impulsa los electrones por delante, creando una corriente eléctrica. Es una forma mucho más directa y eficiente de generar electricidad, ya que no se requieren turbinas ni generadores convencionales.
Dado que el nanogenerador funciona con combustibles líquidos, que almacenan mucha más energía que las baterías, existe la esperanza de que puedan permitir que los autos eléctricos lleguen mucho más lejos de lo que lo hacen ahora.
Es una configuración similar a la de un motor de combustión interna, en el que se rocían ráfagas de combustible en las cámaras de combustión para impulsar los pistones. Los circuitos electrónicos de potencia podrían tomar las ráfagas de energía de varios generadores de nanotubos y suavizarlas, usándolas para impulsar motores eléctricos en un automóvil, por ejemplo. El depósito de combustible se puede rellenar como el de un coche convencional. Y debido a que los nanotubos de carbono no se consumen en el proceso, se pueden usar una y otra vez.
Recientemente, Strano descubrió que cambiar de nanotubos a láminas planas de nanomateriales, como el grafeno de un solo átomo de espesor, mejora la eficiencia. Dar forma a las láminas para dirigir la energía de la onda termoeléctrica también aumenta el rendimiento.