martes 28 de mayo de 2024
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Crean generadores inspirados en algas marinas que extraen energía subacuática

Debajo de la superficie del océano, miles de algas con forma de tentáculos se balancean con la corriente, inclinándose hacia adelante y hacia atrás mientras son sacudidas por las olas submarinas. Estos movimientos son una representación física de la energía invisible contenida en las olas, y un grupo de investigadores se inspiró en esos movimientos para desarrollar generadores flexibles, que imitan a las algas marinas para recolectar la energía de las olas.

La energía de las olas podría ser una fuente importante de energía renovable, pero extraerla puede ser complicado. Las turbinas de olas suelen ser grandes, costosas, y flotan en la superficie del océano. El agua de mar también puede ser corrosiva, y la forma rígida de estos dispositivos no sería tan eficiente para capturar la energía de las olas submarinas, más pequeñas y menos frecuentes, que no agitan la superficie del océano. Pero esas olas submarinas más suaves también pueden ser una fuente importante de energía, por lo que los investigadores crearon un generador imitando a las algas, que se balancean incluso en pequeñas olas o corrientes.

La idea comenzó cuando Minyi Xu, profesor de ingeniería marina en la Universidad Marítima Dallan de China, estaba hablando con Zhong Lin Wang, director fundador del Centro de Nanociencia y Nanotecnología de Georgia Tech, sobre cómo desarrollar silenciosamente, recolectores de energía oceánica respetuosos con el medio ambiente.

«El profesor Wang mencionó que las algas marinas vibran suavemente en el flujo del océano, y pueden sobrevivir incluso en olas enormes», dijo Xu, “inspirándonos a buscar una forma de desarrollar un generador flexible”. El uso de nanogeneradores triboeléctricos, o TENG (dispositivos que generan electricidad a partir de la transferencia de electrones entre dos superficies, generalmente en la forma en que se frotan para producir electricidad estática), podría abordar esta necesidad, ya que pueden estar hechos de materiales flexibles.

Durante cuatro años, los investigadores probaron diferentes materiales y métodos de impermeabilización. El dispositivo que fabricaron incluye capas de FEP, un material que se usa a menudo para tubos flexibles, y PET, recubierto con tintas conductoras. A medida que las ondas mueven los dispositivos flexibles, esas capas internas hacen contacto y luego se separan una y otra vez, generando electricidad. Al testearse en un tanque de olas, tiras de 1.5 por 4 a 8 cm de TENGS similares a algas, generaron suficiente energía para encender 30 LED.

“Con la instalación a gran escala bajo el agua, se podrían alimentar aparatos eléctricos de alta potencia”, dijo Xu. Y a diferencia de otros dispositivos de energía de las olas, estos pueden tener menos impacto en la vida marina, ya que no producen sonido ni calor que puedan afectar al medio ambiente. “Un arbusto de algas hecho de millones de TENG flexibles puede ser adecuado para la vida de los peces”, agregó.

Los investigadores planean desarrollar una central eléctrica submarina a pequeña escala hecha de estos TENGS de algas marinas, para probar su rendimiento en un océano real. Millones de TENG similares a las algas también podrían recolectar energía oceánica a mayor escala. Xu estima que, si se agita dos o tres veces por segundo, una red de estos dispositivos en un área igual al tamaño de Georgia podría satisfacer las necesidades energéticas del mundo entero.

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