La búsqueda de fuentes de energía renovables, que incluyen energía eólica, solar, represas hidroeléctricas, geotérmica y biomasa, ha preocupado tanto a los científicos como a los encargados de formular políticas, debido a su enorme potencial en la lucha contra el cambio climático. Un nuevo estudio de la Universidad de Tel Aviv revela queel vapor de agua en la atmósfera puede servir como una fuente potencial de energía renovable en el futuro.
La investigación, dirigida por el Prof. Colin Price en colaboración con el Prof. Hadas Saaroni y la estudiante de doctorado Judi Lax, todos de la Escuela Porter de Medio Ambiente y Ciencias de la Tierra de TAU, se basa en el descubrimiento de que la electricidad se materializa en la interacción entre las moléculas de aguay superficies metálicas. Fue publicado en Informes científicos el 6 de mayo de 2020.
"Buscamos sacar provecho de un fenómeno natural: la electricidad del agua", explica el Prof. Price. "La electricidad en las tormentas eléctricas se genera solo por el agua en sus diferentes fases: vapor de agua, gotas de agua y hielo. Veinte minutos deel desarrollo de la nube es la forma en que pasamos de las gotas de agua a las enormes descargas eléctricas, los rayos, a unos ochocientos metros de largo ".
Los investigadores se propusieron tratar de producir una pequeña batería de bajo voltaje que utilizara solo humedad en el aire, basándose en los hallazgos de descubrimientos anteriores. En el siglo XIX, por ejemplo, el físico inglés Michael Faraday descubrió que las gotas de agua podían cargarsuperficies metálicas debido a la fricción entre los dos. Un estudio mucho más reciente mostró que ciertos metales acumulan espontáneamente una carga eléctrica cuando se exponen a la humedad.
Los científicos realizaron un experimento de laboratorio para determinar el voltaje entre dos metales diferentes expuestos a alta humedad relativa, mientras que uno está conectado a tierra. "Encontramos que no había voltaje entre ellos cuando el aire estaba seco", explica el profesor Price.Pero una vez que la humedad relativa aumentó por encima del 60%, comenzó a desarrollarse un voltaje entre las dos superficies metálicas aisladas. Cuando bajamos el nivel de humedad por debajo del 60%, el voltaje desapareció. Cuando realizamos el experimento en exteriores en condiciones naturales, vimoslos mismos resultados
"El agua es una molécula muy especial. Durante las colisiones moleculares, puede transferir una carga eléctrica de una molécula a otra. A través de la fricción, puede generar un tipo de electricidad estática", dice el profesor Price. "Intentamosreproducen la electricidad en el laboratorio y descubrieron que diferentes superficies metálicas aisladas acumularán diferentes cantidades de carga del vapor de agua en la atmósfera, pero solo si la humedad relativa del aire es superior al 60%. Esto ocurre casi todos los días en el verano en Israel y todos los díasdía en la mayoría de los países tropicales "
Según el Prof. Price, este estudio desafía las ideas establecidas sobre la humedad y su potencial como fuente de energía. "La gente sabe que el aire seco genera electricidad estática y que a veces te 'chocas' cuando tocas la manija de una puerta de metal. Aguanormalmente se considera un buen conductor de electricidad, no algo que pueda acumular carga en una superficie. Sin embargo, parece que las cosas son diferentes una vez que la humedad relativa excede cierto umbral ", dice.
Los investigadores, sin embargo, mostraron que el aire húmedo puede ser una fuente de carga de superficies a voltajes de alrededor de un voltio. "Si una batería AA es de 1.5V, puede haber una aplicación práctica en el futuro: desarrollar baterías que puedan sercargado de vapor de agua en el aire ", agrega el Prof. Price
"Los resultados pueden ser particularmente importantes como fuente renovable de energía en los países en desarrollo, donde muchas comunidades aún no tienen acceso a la electricidad, pero la humedad es constantemente del 60%", concluye el Prof. Price.
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Materiales proporcionado por American Friends of Tel Aviv University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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