Los autores esperan que su innovador descubrimiento pueda ayudar a generar electricidad a partir del aire en todo el mundo, utilizando cualquier material.
En un fascinante estudio reciente, ingenieros de la Universidad de Massachusetts Amherst han explorado la viabilidad de aprovechar las corrientes el茅ctricas ambientales utilizando un material desarrollado a partir de seres vivos.
En concreto, seg煤n un art铆culo publicado en la revista Advanced Materials, los investigadores han demostrado que casi cualquier material puede convertirse en un dispositivo que aproveche continuamente la electricidad de la humedad del aire. El secreto detr谩s de este avance estar铆a en salpicar un dispositivo fabricado a partir de casi cualquier material (fabricado a partir de bacterias) con nanoporos de menos de 100 nan贸metros de di谩metro, un tama帽o inferior a la mil茅sima parte de la anchura de un cabello humano.
“El aire contiene una enorme cantidad de electricidad”, afirm贸 Jun Yao, profesor adjunto de ingenier铆a el茅ctrica e inform谩tica en la Facultad de Ingenier铆a de UMass Amherst y autor principal del trabajo.
“Pensemos en una nube, que no es m谩s que una masa de gotas de agua. Cada una de esas gotitas contiene una carga y, cuando las condiciones son adecuadas, la nube puede producir un rayo, pero no sabemos c贸mo captar de forma fiable la electricidad de los rayos. Lo que hemos hecho es crear una nube a peque帽a escala construida por el ser humano que produzca electricidad para nosotros de forma predecible y continua para que podamos cosecharla”, agreg贸.
El coraz贸n de la nube artificial se fundamenta en el “efecto gen茅rico Air-gen”, basado en el trabajo en la investigaci贸n previa realizada por Yao y el coautor Derek Lovley en 2020, donde demostraron que era posible cosechar electricidad de manera continua a partir del aire utilizando un material especializado compuesto por nanocables de prote铆nas cultivadas a partir de la bacteria Geobacter sulfurreducens.
“Lo que nos dimos cuenta despu茅s de hacer el descubrimiento de Geobacter“, dijo Yao, “es que la capacidad de generar electricidad a partir del aire 鈥搇o que entonces llamamos el ‘efecto Air-gen’鈥 resulta ser gen茅rica: literalmente, cualquier tipo de material puede cosechar electricidad del aire, siempre y cuando tenga una determinada propiedad.”
驴Esa propiedad? “Tiene que tener agujeros de menos de 100 nan贸metros (nm)”, a帽adi贸.
Seg煤n el comunicado de la UMass, estos poros tienen el mismo tama帽o que la longitud del “camino libre medio” entre mol茅culas de agua, que es la distancia que recorren las mol茅culas en el aire antes de chocar con otra mol茅cula de agua.
Al crear un dispositivo con poros diminutos del mismo tama帽o que esta distancia, 100 nm, los investigadores permitieron recoger la carga el茅ctrica natural de la mol茅cula.
En concreto, este “generador de aire”, o Air-gen, funciona gracias al diminuto tama帽o de los poros, lo que significa que las mol茅culas de agua chocar铆an f谩cilmente con el borde del poro al atravesar la fina capa de material. Esto significa que la parte superior del Air-gen ser铆a bombardeada con muchas m谩s mol茅culas de agua portadoras de carga que la parte inferior, creando un desequilibrio de carga como en una nube, que es el principio fundamental para generar un flujo de carga el茅ctrica, como un rayo.
La ventaja de esta cosechadora es su capacidad para funcionar las 24 horas del d铆a, los 7 d铆as de la semana, sin importar si est谩 lloviendo o haciendo sol, durante la noche o en ausencia de viento, debido a la presencia constante de humedad. Esto resuelve uno de los principales desaf铆os de tecnolog铆as como la e贸lica o la solar, las cuales solo operan en condiciones espec铆ficas, seg煤n se menciona en el comunicado.
Aunque actualmente el enfoque principal del equipo es generar cantidades diminutas de electricidad para dispositivos port谩tiles, lo cual abre nuevas e interesantes posibilidades en t茅rminos de tecnolog铆a de consumo, la verdadera pregunta radica en hasta d贸nde puede llevarse este fen贸meno.
“Imaginemos un mundo futuro en el que la electricidad limpia est茅 disponible en cualquier lugar”, dijo Yao. “El efecto gen茅rico Air-gen significa que este mundo futuro puede hacerse realidad”.