Nanogenerador de energía térmica creado sin piezas móviles sólidas

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Un colector térmico capaz de convertir la abundante energía térmica -como la radiación solar, el calor residual, la combustión de biomasa o la energía geotérmica- en energía mecánica.

Energía térmica en energía eléctrica

Un colector térmico capaz de convertir la abundante energía térmica -como la radiación solar, el calor residual, la combustión de biomasa o la energía geotérmica- en energía mecánica.

La mayoría de las tecnologías de generación de energía térmica implican piezas móviles sólidas, lo que puede reducir su fiabilidad y provocar un mantenimiento frecuente. Esto inspiró a los investigadores chinos a desarrollar un nanogenerador de energía térmica sin piezas móviles sólidas.

En Applied Physics Letters, los investigadores proponen un nanogenerador de energía térmica, denominado nanogenerador triboeléctrico de metal líquido accionado termoacústicamente, o TA-LM-TENG, que convierte la energía térmica en energía eléctrica.

“Este generador consta de dos partes: un motor termoacústico y un nanogenerador triboeléctrico de base líquida (LM-TENG)” comenta Guoyao Yu, profesor del Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias.

Instituto Técnico de Física y Química de la Academia China de Ciencias

En primer lugar, el motor termoacústico convierte la energía térmica en energía acústica mediante la expansión y contracción térmica oscilante de un gas. A continuación, el LM-TENG convierte la energía acústica en energía eléctrica mediante el efecto de acoplamiento de la electrificación por contacto y la inducción electrostática.

Al calentar el intercambiador de calor del motor termoacústico, “el gas del motor inicia una oscilación espontánea“, explica Yu. “El movimiento oscilatorio del gas empuja una columna de metal líquido que fluye de un lado a otro dentro de un tubo en forma de U. Esto hace que el metal líquido se sumerja y separe periódicamente con una película de poliamida, generando una tensión alterna en los electrodos. Esto extrae la energía eléctrica del TA-LM-TENG“.

Qué es lo que se espera

La característica más deseable del TA-LM-TENG es la ausencia de piezas móviles sólidas que puedan romperse, lo que garantizará que el nanogenerador sea más fiable y le ayudará a conseguir una larga vida útil.

“Este generador también promete una eficiencia de conversión de calor a electricidad teóricamente alta. Y hemos diseñado y construido un prototipo conceptual para validar la viabilidad de nuestro concepto. En los experimentos preliminares, se logró la mayor amplitud de tensión en circuito abierto, de 15 voltios, lo que implica que nuestro concepto está bien demostrado” explica Guoyao Yu.

Mientras el nanogenerador de energía térmica propuesto pueda reducirse en tamaño, “muestra potencial para aplicaciones, como la recuperación de calor residual, el suministro de energía dentro de (sistemas microelectromecánicos), la energía solar y los sistemas de energía espacial“, dijo Yu. Fuente: ecoinventos.com