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Se puede utilizar varios métodos para generar electricidad, por ejemplo con calor residual y con movimiento, pero normalmente hay que utilizar mecanismos independientes y combinar los resultados. Ahora, investigadores de la Universidad de Oulu en Finlandia han descubierto un mineral cristalino que es capaz de generar simultáneamente energía a partir de la luz, el calor y la fuerza mecánica, abriendo todo un nuevo abanico de posibilidades para los dispositivos de generación eléctrica de múltiples fuentes: La perovskita.

Los diferentes tipos de perovskitas tienen la capacidad de aprovechar diferentes tipos de energía. Por ejemplo, cuando un tipo de célula solar de perovskita se expone a la luz, los fotones de electrones hacen que la luz en el cristal salte a través de una ‘brecha de energía’ y cree una corriente eléctrica. Un efecto similar se produce cuando se aplica la energía térmica, o el calor, a otro tipo diferente, donde se produce el efecto piroeléctrico, es decir, la excitación de electrones hace que fluya la corriente eléctrica.

También genera una corriente eléctrica deformar el material. Si se flexiona la estructura atómica cristalina en perovskitas en respuesta a los estímulos externos, siendo forzados los dipolos magnéticos de los electrones de la estructura fuera de alineación, se induce de este modo a una corriente eléctrica debido a lo que se conoce como el efecto piezoeléctrico.

Pues bien, el equipo de la Universidad de Oulu ha sido capaz, con el material utilizado, de producir una corriente eléctrica a partir de los tres de estos tipos de energía.

El tipo de perovskita en cuestión se crea a partir de lo que se conoce como KBNNO, que se forma con nanocristales KNbO3 son modificados con la adición de cantidades de bario y níquel. Los estudios anteriores sólo se han concentrado en las propiedades fotovoltaicas y magnéticas de KBNNO a temperaturas de cientos de grados bajo cero, y sin probar los efectos de la presión o la temperatura. Según los investigadores, su trabajo es la primera vez que una gama completa de presión, calor, magnetismo y los efectos de la luz en KBNNO ha sido evaluada, es decir, que se hayan puesto en práctica todas estas propiedades al mismo tiempo por encima de la temperatura ambiente.

Los investigadores afirman que sus experimentos iniciales indican que KBNNO es muy hábil para generar corriente eléctrica a partir de la luz, pero no es tan bueno como otros perovskitas a hacerlo con el calor y la presión. Pero están seguros de que la alteración del equilibrio de los elementos en KBNNO mejorará en gran medida su capacidad piezoeléctrico y piroeléctricos.

“Es posible que todas estas propiedades se pueden ajustar a un punto máximo,” dice Yang Bai, de la Universidad de Oulu, con el objetivo de tener un prototipo de dispositivo multi-energía acumulada en el próximo año. “Esto impulsará el desarrollo de Internet de las cosas y las ciudades inteligentes, donde los sensores y los dispositivos de alto consumo de energía deben ser sostenibles y eficientes energéticamente”.

Con la exploración de las mejoras que la mezcla de sodio traería a los componentes, los investigadores esperan poder comercializar en poco tiempo su descubrimiento, señalando que su producción es un proceso sencillo y escalable. Los investigadores también creen que este tipo de material, con el tiempo, podría ser utilizado en dispositivos móviles, como complemento a las baterías para mejorar la eficiencia energética y reducir los ciclos de recarga, o bien, un día, crear unidades de explotación multi-energía que incluso puede hacer obsoletas las actuales baterías para los pequeños dispositivos.

El documento completo sobre este descubrimiento se puede encontrar en la revista Applied Physics Letters.

Fuente: American Institute of Physics.

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