Hallan una nueva forma para generar electricidad

Especialistas del MIT han avanzado sobre un fenómeno hasta el momento desconocido. Poderosas y súbitas ondas de energía se producen al cubrir con una capa de combustible un nanotubo de carbono, que a su vez transporta la producción energética mediante el minúsculo tubo. Se trata de una nueva forma de producir electricidad, cuyas aplicaciones concretas aún no pueden definirse, pero que podrían marcar un nuevo sector de especialización en el campo energético. La nanoelectrónica sería en principio el área de mayor aplicación práctica.

La importante novedad fue difundida en una nota de prensa del Massachusetts Institute of Technology, y también fue publicada en los medios especializados Nature Materials y Physorg.com. El proceso fue definido como ondas termoeléctricas, en una investigación dirigida por Wonjoon Choi, un estudiante de doctorado en ingeniería mecánica del MIT.

¿Cómo se concreta este fenómeno?. Al igual que un conjunto de restos y desperdicios pueden viajar por la superficie del océano impulsados por las olas, las ondas térmicas generadas en la superficie de microscópicos hilos de carbono pueden viajar a través de ellos y crear una corriente eléctrica.

El elemento clave en el descubrimiento son los nanotubos de carbono, que han sido objeto de investigación intensiva en todo el mundo durante las últimas dos décadas. Estos tubos, de algunos pocos nanómetros de diámetro, permiten un sinfín de aplicaciones a nivel tecnológico, y ahora podrían constituir una nueva revolución en el campo energético.

Descripción y características del proceso

En los experimentos desarrollados en el marco de la investigación en el MIT, los nanotubos de carbono fueron recubiertos con una capa de un combustible de reacción, capaz de producir calor por descomposición. Este combustible fue encendido en un extremo de los nanotubos utilizando un rayo láser o una chispa de alto voltaje.

Como resultado se obtuvo un rápido movimiento de onda térmica, la cual viaja a lo largo de los nanotubos de carbono a toda velocidad. El calor del combustible ingresa en el nanotubo, donde se transporta miles de veces más rápido que en el propio combustible. Con una temperatura de 3.000 grados Kelvin, el calor viaja a lo largo del tubo con una velocidad 10.000 veces mayor que en una reacción química normal.

El calor producido por la combustión también empuja a los electrones a lo largo de los nanotubos de carbono, creando una corriente eléctrica considerable. El fenómeno es inédito y podría desembocar en el inicio de un nuevo campo de especialización en el sector energético, de aplicaciones técnicas sin límites.

Ya desde los experimentos iniciales realizados por el grupo de investigación, los ingenieros se asombraron de la magnitud del pico de tensión eléctrica resultante luego de encender el revestimiento de combustible en los nanotubos de carbono, lo que llevó a redoblar los esfuerzos para entender al detalle y optimizar este nuevo fenómeno.

Interesantes aplicaciones

La cantidad de energía liberada es mucho mayor que la prevista de acuerdo a los cálculos tradicionales en el campo de las ondas termoeléctricas. Muchos materiales semiconductores pueden producir un potencial eléctrico cuando se calientan, a través del llamado efecto Seebeck, pero esto no funciona en el caso de los nanotubos de carbono.

Puede decirse entonces que aquí se concreta otro tipo de fenómeno, de acuerdo con la explicación de los propios investigadores. Los ingenieros y científicos lo han definido como “arrastre de electrones”, ya que la capacidad de la onda térmica producida para transportar a los electrones a lo largo de los nanotubos de carbono es la propiedad responsable de la alta potencia generada por el sistema.

Aún es complejo predecir exactamente las aplicaciones prácticas que tendrá este descubrimiento. Sin embargo, los especialistas sugieren que una posible aplicación sería el desarrollo de dispositivos electrónicos ultra pequeños, incluso del tamaño de granos de arroz, que podrían emplearse como sensores de tratamiento médico e inyectarse en el cuerpo humano.

Otro campo posible de aplicación sería la fabricación de diminutos sensores ambientales, que podrían estar dispersos como polvo en el aire para analizar diferentes parámetros o condiciones del entorno. Asimismo, los investigadores se encuentran avanzando actualmente en un nuevo paso de este desarrollo, que podría desembocar en la generación de corriente alterna, ampliando así la base de aplicaciones. También se busca mejorar el rendimiento energético del nuevo proceso.