Puede que en el futuro sea posible cosechar energía con la ayuda de las hojas que agitan en el viento. Investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping han desarrollado un método y un material que generan un impulso eléctrico cuando la luz fluctúa de la luz solar.a la sombra y viceversa.
"Las plantas y sus sistemas de fotosíntesis están continuamente sujetos a fluctuaciones entre la luz solar y la sombra. Nos hemos inspirado en esto y hemos desarrollado una combinación de materiales en los que los cambios en el calentamiento entre la luz solar y la sombra generan electricidad", dice Magnus Jonsson, docente y directorinvestigador del grupo de investigación en fotónica orgánica y nano-óptica en el Laboratorio de Electrónica Orgánica, Universidad de Linköping.
Los resultados, que se han verificado tanto en experimentos como en simulaciones por computadora, se han publicado en Materiales ópticos avanzados .
Junto con investigadores de la Universidad de Gotemburgo, Magnus Jonsson y su equipo desarrollaron previamente nanoantenas pequeñas que absorben la luz solar y generan calor. Publicaron un artículo en Nano Letters en 2017, que describe cómo las antenas cuando se incorporan al vidrio de las ventanas podrían reducircorrientes de aire frías y ahorro de energía. Las antenas, con dimensiones del orden de decenas de nanómetros, reaccionan a la luz infrarroja cercana y generan calor.
Mina Shiran Chaharsoughi, estudiante de doctorado en el grupo de Magnus Jonsson, ahora ha desarrollado más la tecnología y ha creado un pequeño generador óptico combinando las pequeñas antenas con una película piroeléctrica.
"Piroeléctrico" significa que se desarrolla un voltaje eléctrico a través del material cuando se calienta o enfría. El cambio de temperatura hace que las cargas se muevan y la generación de una corriente eléctrica en el circuito.
Las antenas consisten en pequeños discos de metal, en este caso nanodiscos de oro, con un diámetro de 160 nm 0,16 micrómetros. Se colocan sobre un sustrato y se recubren con una película polimérica para crear las propiedades piroeléctricas.
"Las nanoantenas se pueden fabricar en áreas grandes, con miles de millones de discos pequeños distribuidos uniformemente sobre la superficie. El espacio entre discos en nuestro caso es de aproximadamente 0.3 micrómetros. Hemos utilizado oro y plata, pero también se pueden fabricar a partir de ellos.aluminio o cobre ", dice Magnus Jonsson.
Las antenas generan calor que luego se convierte en electricidad con la ayuda del polímero. Primero es necesario polarizar la película de polímero para crear un dipolo a través de ella, con una clara diferencia entre carga positiva y negativa. El grado dela polarización afecta la magnitud de la potencia generada, mientras que el grosor de la película de polímero parece no tener ningún efecto.
"Forzamos la polarización en el material y permanece polarizada durante mucho tiempo", dice Mina Shiran Chaharsoughi.
Mina Shiran Chaharsoughi llevó a cabo un experimento para demostrar el efecto claramente, sosteniendo una rama con hojas en el flujo de aire de un ventilador. El movimiento de las hojas creaba luz solar y sombra en el generador óptico, que a su vez producía pequeños electricospulsos y alimentado un circuito externo.
"La investigación se encuentra en una etapa temprana, pero es posible que en el futuro podamos utilizar las fluctuaciones naturales entre la luz del sol y la sombra en los árboles para cosechar energía", dice Magnus Jonsson.
Las aplicaciones que están más cerca de la mano se pueden encontrar en la investigación de óptica, como la detección de luz a escala nanométrica. Se pueden encontrar otras aplicaciones en informática óptica.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :