Investigadoras de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) han desarrollado un nanodispositivo capaz de obtener energía a partir de la evaporación de agua con diferentes salinidades, lo que contradice el conocimiento previo de que este proceso sólo funcionaba con agua altamente purificada.
El estudio, publicado en la revista especializada Cell Press Device, revela así un vasto potencial energético de los dispositivos a nanoescala al poder generar electricidad a partir del agua del grifo o del mar, así como de cualquier superficie donde haya líquido o incluso humedad, como el sudor humano.
Esta cualidad podría ser útil para alimentar eléctricamente sensores conectados a televisores inteligentes o dispositivos de monitoreo de salud y entrenamiento físico.
También podría emplearse para producir agua limpia y aprovechar la electricidad al mismo tiempo, extrayendo el agua dulce de la salada y condensando el vapor producido por la superficie de evaporación.
Desde 2017, la jefa del Laboratorio de Nanociencia de la EPFL, Giulia Tagliabue y la estudiante de doctorado Tarique Anwar han estado trabajando con este nanodispositivo para aprovechar este potencial energético.
Así, mediante una red hexagonal de nanopilares de silicio espaciados de forma perfecta para la evaporación de muestras de fluidos, han descubierto que este dispositivo a nanoescala es capaz de ajustarse con precisión a los efectos del confinamiento de fluidos.
«A medida que aumenta la concentración de iones en el fluido, también aumenta la carga superficial del nanodispositivo. Como resultado, podemos utilizar canales de fluido más grandes mientras trabajamos con fluidos de mayor concentración», afirmó Tagliabue en un comunicado de la institución.
Así, en la mayoría de los sistemas fluídicos que contienen soluciones salinas, hay la misma cantidad de iones positivos y negativos, mientras que cuando se confina el líquido a uno de estos nanocanales, sólo quedan iones con una polaridad opuesta a la de la carga superficial.
«Esto se remonta a nuestro principal descubrimiento de que el equilibrio químico de la carga superficial del nanodispositivo puede aprovecharse para ampliar el funcionamiento de los dispositivos hidrovoltaicos en toda la escala de salinidad», añadió la experta.
De esta forma, la evaporación establece un flujo continuo dentro de los nanocanales dentro de estos dispositivos, que actúan como mecanismos de bombeo pasivo, un efecto similar al que se observa en los microcapilares de las plantas, donde el transporte de agua se produce gracias a una combinación de presión capilar y evaporación natural.
Ambas investigadoras esperan ahora seguir explorando este potencial con la creación de un módulo prototipo en condiciones reales en el lago Lemán (en la frontera entre Suiza y Francia) con el apoyo de una subvención de la Fundación Nacional Suiza.
Con información de EFE
