Los ingenieros demostraron algo maravilloso. Se puede utilizar casi cualquier material para crear un dispositivo que obtenga energía continuamente del aire húmedo.

No es un desarrollo listo para la aplicación práctica, pero supera, según sus creadores, algunas de las limitaciones de otras cosechadoras. Todo el material necesario debe llenarse con nanoporos de menos de 100 nanómetros de diámetro. Tiene aproximadamente una milésima parte del ancho de un cabello humano, por lo que es más fácil decirlo que hacerlo, pero mucho más simple de lo esperado.

Dicho material puede recolectar electricidad generada por gotas de agua microscópicas en el aire húmedo, según un equipo dirigido por el ingeniero Xiaomeng Liu de la Universidad de Massachusetts Amherst.

Llamaron a su descubrimiento «el efecto Air-gen genérico».

«El aire contiene una enorme cantidad de electricidad», dice el ingeniero Jun Yao de la Universidad de Massachusetts Amherst.

«Piense en una nube, que no es más que una masa de gotas de agua. Cada una de estas gotas contiene una carga, y cuando las condiciones son las adecuadas, la nube puede producir rayos, pero no sabemos cómo recolectar electricidad de manera confiable». que hemos hecho es crear una pequeña nube hecha por el hombre que produce electricidad para nosotros de manera predecible y continua para que podamos recolectarla.

Si Air-gen suena familiar, es porque el equipo desarrolló previamente un recolector de energía del aire. Sin embargo, su dispositivo anterior se basaba en nanocables de proteína cultivados por una bacteria llamada Geobacter sulfurreducens.

Bueno, resulta que la bacteria no es necesaria.

“Lo que logramos después de hacer el geobacteria El descubrimiento es que la capacidad de generar electricidad a partir del aire -lo que entonces llamamos el «efecto Air-gen»- resulta ser genérica: literalmente, cualquier tipo de material puede recolectar electricidad del aire, siempre que tenga una determinada propiedad. , » yao explica.

Esta propiedad son los nanoporos, y su tamaño se basa en el camino libre medio de las moléculas de agua en el aire húmedo. Esta es la distancia que una molécula de agua puede viajar en el aire antes de chocar con otra molécula de agua.

El dispositivo Air-gen genérico está hecho de una película delgada de material, como celulosa, proteína de seda u óxido de grafeno. Las moléculas de agua en el aire pueden penetrar fácilmente en los nanoporos y moverse desde la parte superior de la película hasta el fondo, pero chocan con los lados del poro a medida que se mueven.

Estas transferencias cargan el material, produciendo acumulación, y debido a que entran más moléculas de agua en la parte superior de la película, se produce un desequilibrio de carga entre los dos lados.

Esto produce un efecto similar al que vemos en las nubes que producen relámpagos: el aire ascendente crea más colisiones entre las gotas de agua en la parte superior de una nube, lo que resulta en un exceso de carga positiva en las nubes superiores y un exceso de carga negativa en las nubes inferiores.

En este caso, la carga podría redirigirse potencialmente para alimentar pequeños dispositivos o almacenarse en alguna batería.

Por el momento, es sólo en su infancia. La película de celulosa que probó el equipo tenía una salida de voltaje espontánea de 260 milivoltios en el entorno ambiental, mientras que un teléfono celular requiere una salida de voltaje de alrededor de 5 voltios. Pero la delgadez de las películas significa que podrían apilarse para escalar los dispositivos Air-gen para hacerlos más prácticos.

Y el hecho de que puedan estar fabricados con diferentes materiales hace que los dispositivos puedan adaptarse al entorno en el que se vayan a utilizar, según los investigadores.

«La idea es simple, pero nunca se ha descubierto antes, y abre todo tipo de posibilidades». yao dice. “Podrías imaginar cosechadoras hechas de un tipo de material para ambientes de selva tropical y otro para regiones más áridas”.

El siguiente paso sería probar los dispositivos en diferentes entornos y también trabajar en escalarlos. Pero el efecto genérico Air-gen es real y las posibilidades que representa son esperanzadoras.

«Es muy emocionante» Liu dice. “Estamos abriendo una gran puerta para recolectar electricidad limpia de la nada”.

La investigación ha sido publicada en Materiales avanzados.