Convertir directamente energía
eléctrica en calor es sencillo. Sucede regularmente en nuestra tostadora cada
vez que ponemos a tostar en ella una rebanada de pan. Lo opuesto, convertir
calor en energía eléctrica, ha venido resultando mucho más difícil, lo cual es
una lástima porque se estima que aproximadamente el 70 por ciento de toda la
energía en el mundo se desperdicia en forma de calor. Cada máquina y dispositivo
en nuestra vida, incluyendo desde el automóvil hasta el ordenador, suelen
calentarse cuando funcionan, y desperdician mucha energía a través de la
pérdida de ese calor que generan.
Aunque hay dispositivos capaces de
convertir el calor en electricidad, todavía no han alcanzado un nivel de
optimización lo bastante bueno como para que se puedan implantar de forma
generalizada. Entre sus limitaciones destacan su alto coste, su tendencia a ser
voluminosos, y el hecho de que típicamente solo pueden aprovechar el calor de
fuentes a muy altas temperaturas.
Es imperativo, por tanto, explorar
nuevos enfoques de diseño. Uno que podría depararnos muchas sorpresas
agradables en un futuro quizá no muy lejano es el adoptado en una prometedora
línea de investigación a cargo del equipo de Paul Davids y Joshua Shank, de los
Laboratorios Nacionales de Sandia en Estados Unidos.
Davids, Shank y sus colegas han
desarrollado un diminuto dispositivo basado en silicio que puede aprovechar el
calor residual y convertirlo en corriente eléctrica continua.
Este aparato está hecho de materiales
comunes, como aluminio, silicio y dióxido de silicio, aunque combinados de
formas muy poco habituales. Destaca también por su minúsculo tamaño: es más
pequeño que la uña del dedo meñique.
Su parte superior es de aluminio
grabado con franjas unas 20 veces más pequeñas que el grosor de un cabello
humano. Este patrón, aunque demasiado pequeño para ser visto a simple vista,
sirve como una especie de antena para capturar la radiación infrarroja.
Este diminuto dispositivo basado en silicio
puede capturar y convertir calor residual en energía eléctrica. (Foto: Randy
Montoya / Sandia National Laboratories)
Entre la parte superior de aluminio y
la inferior de silicio se halla una capa muy delgada de dióxido de silicio.
Esta capa tiene unos 20 átomos de silicio de grosor, o sea que es 16.000 veces
más delgada que un cabello humano. Las antenas grabadas y estampadas de
aluminio canalizan la radiación infrarroja hacia esta capa delgada.
La radiación infrarroja atrapada en
el dióxido de silicio crea oscilaciones eléctricas muy rápidas, de unos 50
billones por segundo. Esto empuja a los electrones atrás y adelante entre el
aluminio y el silicio de una forma asimétrica. Este proceso genera corriente
eléctrica continua neta.
Dado que el equipo ha construido el dispositivo con los mismos procesos
usados por la industria de circuitos integrados, se podrá fabricar fácilmente a
gran escala.
Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/29348/dispositivo-minusculo-para-convertir-calor-en-electricidad/
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