Algún día, el agua y la madera pueden ser todo lo que se necesita para proporcionar energía eléctrica a un hogar.
por KTH Instituto Real de Tecnología
En un momento en que la energía es un problema crítico para muchos millones de personas en todo el mundo, científicos en Suecia han logrado generar electricidad con la ayuda de estos dos recursos renovables.
El método informado por los investigadores del KTH Royal Institute of Technology se centra en lo que sucede naturalmente después de que la madera se coloca en el agua y el agua se evapora. La transpiración, un proceso en el que el agua se mueve a través de una planta, ocurre constantemente en la naturaleza. Y produce pequeñas cantidades de electricidad , conocida como bioelectricidad.
Yuanyuan Li, profesor asistente en la División de Biocompuestos de KTH, dice que con un poco de nanoingeniería de la madera y el ajuste del pH, ahora se pueden cosechar pequeñas pero prometedoras cantidades de electricidad.
«Por el momento, podemos ejecutar dispositivos pequeños como una lámpara LED o una calculadora», dice Li. «Si quisiéramos alimentar una computadora portátil, necesitaríamos aproximadamente un metro cuadrado de madera de aproximadamente un centímetro de espesor y aproximadamente 2 litros de agua».
«Para un hogar normal necesitaríamos mucho más material y agua que eso, por lo que se necesita más investigación».
Al alterar la composición a nanoescala de la madera, los investigadores mejoraron sus propiedades en términos de área superficial, porosidad (o densidad), carga superficial, la facilidad con la que el agua puede pasar a través del material y la solución de agua en sí misma, todos los cuales son factores que influyen en la electricidad. generación en madera.
«Comparamos la estructura porosa de la madera común con el material que mejoramos con respecto a la superficie, la porosidad, la carga superficial y el transporte de agua. Nuestras mediciones mostraron que la generación de electricidad es 10 veces mayor que con la madera natural», dice Li.
Ella dice que ajustar aún más la diferencia de pH entre la madera y el agua, debido a un gradiente de concentración de iones, logra un potencial de hasta 1 voltio y una notable potencia de salida de 1,35 microvatios por centímetro cuadrado.
Li dice que, hasta la fecha, la madera logra entregar alto voltaje durante aproximadamente 2 a 3 horas, antes de que comience a decaer. Hasta ahora, la madera ha superado 10 ciclos con agua , sin que el rendimiento del material disminuya, dice ella.
«La gran ventaja de esta tecnología es que la madera se puede usar fácilmente para otros fines una vez que se agota como fuente de energía, como papel transparente, espuma a base de madera y diferentes biocompuestos».
Los hallazgos se publican en la revista Advanced Functional Materials .
Más información: Jonas Garemark et al, Avance de la recolección de energía hidrovoltaica de la madera a través de la nanoingeniería de la pared celular,
Materiales funcionales avanzados (2022).
