Llega una nueva forma de energía de la olas: desarrollan un generador flexible que imita el balanceo de las algas

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Las olas del océano pueden ser poderosas y contienen suficiente energía para empujar arena, guijarros e incluso cantos rodados durante las tormentas. Estas ondas, así como las más pequeñas y suaves, podrían aprovecharse como fuente de energía renovable. Ahora, los investigadores han desarrollado generadores de energía flexibles que imitan la forma en que se balancean las algas para convertir de manera eficiente las olas superficiales y submarinas en electricidad para alimentar dispositivos marinos.

En muchas zonas costeras, las redes de sensores recopilan información sobre las corrientes, las mareas y la claridad del agua para ayudar a los barcos a navegar y controlar la calidad del agua. Este "Internet marino de las cosas" funciona principalmente con baterías que deben reemplazarse de vez en cuando, lo que requiere mucho tiempo y es costoso. Se pueden usar energía eólica y solar, pero no son adecuadas para aplicaciones submarinas.

Buscando aprovechar el movimiento continuo del océano como una fuente de energía renovable, los investigadores desarrollaron inicialmente dispositivos flotantes que convertían la energía de las olas en electricidad utilizando imanes giratorios. Pero estos dispositivos eran ineficaces con olas menos frecuentes, como las que se encuentran bajo el agua.

Nanogeneradores triboeléctricos (TENG), que dependen de superficies que entran en contacto para producir electricidad estática, podría ser una forma de abordar este desafío debido a su efectividad para recolectar energía de onda de baja frecuencia y baja amplitud. Entonces, Minyi Xu, Zhong Lin Wang y sus colegas se inspiraron en las plantas que viven en el lecho marino para crear TENG flexibles. Los investigadores querían copiar la forma en que las hebras de algas vibran para cargar superficies triboeléctricas flexibles, recolectando el movimiento de las ondas en electricidad para alimentar sensores marinos flotantes y sumergidos.

Para hacer las superficies triboeléctricas, los investigadores recubrieron tiras de 1,5 pulgadas por 3 pulgadas de dos polímeros diferentes con una tinta conductora. Luego, se introdujo una pequeña esponja entre las tiras, creando un espacio de aire delgado, y toda la unidad se selló, creando un TENG.

En las pruebas, a medida que los TENG se movían hacia arriba y hacia abajo en el agua, se doblaban hacia adelante y hacia atrás, generando electricidad. Cuando los investigadores colocaron los TENG en presiones de agua similares a las que se encuentran bajo el agua en las zonas costeras, encontraron que el espacio de aire entre los dos materiales conductores disminuyó. Sin embargo, los dispositivos aún generaban una corriente a 100 kPa de presión, la misma presión que normalmente existe a una profundidad de agua de 30 pies donde casi no hay movimiento de olas bajo el agua.

Finalmente, los investigadores usaron un tanque de olas para demostrar que múltiples TENG podrían usarse como una mini central eléctrica submarina suministrando energía para un termómetro, 30 LED o una baliza LED de faro en miniatura parpadeante. Los investigadores dicen que su nanogenerador similar a las algas podría reducir la dependencia de las baterías en las zonas costeras, incluidos los sensores marinos.