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La batería de grafeno convierte el calor ambiental en corriente eléctrica
Aquí tienes una idea interesante para una batería. La velocidad térmica de los iones en solución acuosa es enorme: cientos de metros por segundo a temperatura ambiente. Y, sin embargo, pocas personas han estudiado este proceso o su potencial para generar corriente.
Un paso adelante Zihan Xu en la Universidad Politécnica de Hong Kong y algunos amigos que no solo han estudiado este proceso, sino que aparentemente también lo han dominado.
Estos chicos han creado un circuito que consta de un LED conectado a una tira de grafeno mediante un cable. Simplemente colocaron el grafeno en una solución de cloruro de cobre y observaron. Efectivamente, el LED se enciende. (En realidad, necesitaban seis de estos circuitos de grafeno en serie para generar los 2V necesarios para hacer que el LED se iluminara, pero ya te haces una idea).
Esto es lo que está sucediendo, según Zihan y compañía. Los iones de cobre, que tienen doble carga positiva, se mueven por la solución a una velocidad de unos 300 metros por segundo gracias a la energía térmica de la solución a temperatura ambiente.
Cuando un ión choca contra la tira de grafeno, la colisión genera suficiente energía para expulsar un electrón deslocalizado del grafeno.
El electrón tiene entonces dos opciones: puede dejar la tira de grafeno y combinarse con el ión de cobre o puede viajar a través de la tira de grafeno y entrar en el circuito.
Resulta que la movilidad de los electrones es mucho mayor en el grafeno que a través de la solución, por lo que el electrón elige naturalmente la ruta a través del circuito. Es esto lo que enciende el LED.
Los electrones liberados prefieren viajar a través de la superficie del grafeno ... en lugar de entrar en la solución de electrolitos. Así es como nuestro dispositivo produjo el voltaje, dicen Zihan y compañía.
Entonces, la energía generada por este dispositivo proviene del calor ambiental. Estos muchachos dicen que pudieron aumentar la corriente calentando la solución y también acelerando los iones de cobre con ultrasonido. Incluso afirman haber mantenido su batería de grafeno funcionando durante 20 días con nada más que calor ambiental.
Pero hay un signo de interrogación importante. Una hipótesis alternativa es que algún tipo de reacción química está generando la corriente, al igual que en una batería ordinaria.
Sin embargo, Zihan y compañía dicen que descartaron esto con un par de experimentos de control. Sin embargo, estos se describen en algún material complementario que no parecen haber puesto en el arXiv. Tendrán que hacer esto disponible antes de que otros tomen el reclamo en serio, por supuesto.
Sin embargo, tomado al pie de la letra, este parece ser un resultado enormemente importante. Otros han generado corriente en grafeno simplemente pasando agua en movimiento sobre él, por lo que no es realmente una sorpresa que los iones en movimiento también puedan hacer el trabajo.
Plantea la posibilidad de baterías limpias y ecológicas que solo funcionan con calor ambiental. Como Zihan y compañía lo expresaron modestamente: representa un gran avance para la investigación de tecnología autoamplificada.
Esperemos que tengan razón. Pero al menos por el momento, el jurado debe permanecer indeciso.
Ref: arxiv.org/abs/1203.0161 : La batería de grafeno autocargada obtiene electricidad de la energía térmica del medio ambiente