Actualizado: 07/07/2022
Se ha desarrollado un «nanogenerador» a base de madera que puede generar energía a partir de las pisadas en el suelo.
Investigadores suizos usaron una combinación de un revestimiento de silicona y nanocristales incrustados para crear un dispositivo que pudiera alimentar bombillas LED y pequeños aparatos electrónicos.
El equipo empezó por transformar la madera en un nanogenerador intercalando dos piezas de madera funcionalizada entre electrodos.
Los trozos de madera se cargan eléctricamente mediante contactos y separaciones periódicas cuando se pisan, un fenómeno llamado efecto triboeléctrico. Estos electrones pueden entonces transferirse de un objeto a otro, generando una corriente eléctrica.
Por lo general, la madera es un material poco adecuado para transportar electrones, lo que limita su capacidad de generar electricidad. «El reto consiste en hacer que la madera sea capaz de atraer y perder electrones«, explica el autor principal, Guido Panzarasa, de la ETH Zürich.
Para lograrlo, el equipo recubrió un trozo de madera con una silicona que gana electrones al entrar en contacto, mientras que impregnó el otro trozo de madera con nanocristales que tienen una mayor tendencia a perder electrones.
También probaron diferentes tipos de madera para determinar si ciertas especies o la dirección en que se corta la madera podrían influir en sus propiedades eléctricas sirviendo de mejor estructura para el recubrimiento.
Los investigadores descubrieron que el abeto cortado radialmente, una madera habitual en la construcción en Europa, era el que mejor funcionaba y, una vez tratado, generaba 80 veces más electricidad que la madera natural. Además, la producción de electricidad del dispositivo era estable bajo fuerzas constantes durante hasta 1.500 ciclos.
Los investigadores descubrieron que un prototipo de suelo de madera con una superficie ligeramente inferior a la de un trozo de papel puede producir suficiente energía para alimentar lámparas LED domésticas y pequeños dispositivos electrónicos como calculadoras. Encendieron con éxito una bombilla con el prototipo de suelo cuando un adulto caminó sobre él, convirtiendo las pisadas en electricidad.
Nuestro objetivo era demostrar la posibilidad de modificar la madera con procedimientos relativamente respetuosos con el medio ambiente para hacerla triboeléctrica. La madera de abeto es barata, está disponible y tiene propiedades mecánicas favorables. El método de funcionalización es bastante sencillo y puede ser escalable a nivel industrial. Es sólo una cuestión de ingeniería.
Guido Panzarasa, ETH Zürich.
El nuevo nanogenerador desarrollado también conserva las características que hacen que la madera sea útil para el diseño de interiores, como su robustez mecánica y sus colores cálidos. Los investigadores afirman que estas características podrían ayudar a promover el uso de nanogeneradores de madera como fuentes de energía verde en edificios inteligentes.
También afirman que la construcción con madera podría ayudar a mitigar el cambio climático al secuestrar el CO2 del medio ambiente durante toda la vida útil del material.
El equipo planea ahora optimizar aún más el nanogenerador con recubrimientos químicos más ecológicos y fáciles de aplicar.
Más información: www.cell.com
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