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Una gota de agua ilumina 100 luces LED: así funciona este generador eléctrico por goteo

Luces LED

08/02/2020 - 06:45

Un equipo de investigadores liderado por científicos de la Universidad de Hong Kong (CityU) ha desarrollado un generador eléctrico capaz de producir la energía necesaria para iluminar 100 bombillas LED con una sola gota de agua. Te contamos en qué consiste y cómo funciona.

La energía hidroeléctrica no es algo nuevo: consiste en aprovechar la fuerza del agua para generar electricidad. En el mundo hay infinidad de infraestructuras hidráulicas para sacar el máximo partido a este recurso natural, como las presas o los embalses. 

A una escala más pequeña, la fuerza del agua también es capaz de producir electricidad. Es el caso de los generadores eléctricos por goteo convencionales de los que quizás hayas oído hablar. Lo que hacen es aprovechar el efecto triboeléctrico, generando la electricidad a partir del impacto de una gota sobre una superficie. 

Generador eléctrico por goteo

Lo que han conseguido estos investigadores ha sido optimizar la eficiencia de los generadores de gotas de agua. Tal como explica la Universidad de Hong Kong, la eficiencia de un modelo convencional está limitada por el efecto interfacial, de manera que la conversión eléctrica resulta bastante baja. 

Estos científicos han invertido dos años en el desarrollo de un generador eléctrico por goteo más eficiente y con una conversión eléctrica muy superior. Las claves que han permitido esta optimización son dos principalmente: el PTFE, un material con una carga eléctrica casi permanente, y la estructura similar a la de un transistor de efecto de campo (FET por sus siglas en inglés).  

Los investigadores descubrieron que, cuando las gotas golpean continuamente una superficie de PTFE, la carga superficial generada se acumula hasta alcanzar gradualmente la saturación. Además, gracias al diseño especial basado en la estructura de un FET, tanto la densidad de potencia instantánea como la eficiencia de conversión de energía son mucho más altas. 

"Nuestra investigación muestra que una gota de 100 microlitos [1 microlitro= una millonésima parte de un litro] de agua liberada desde una altura de 15 cm puede generar un voltaje de más de 140V, y la potencia generada puede iluminar 100 pequeñas luces LED", asegura Wang Zuankai, líder de la investigación.

De acuerdo con los datos que ha proporcionado el equipo, la densidad de potencia instantánea de su generador eléctrico por goteo puede alcanzar hasta 50,1W por metro cuadrado, miles de veces más que dispositivos similares. Además, la eficiencia de conversión de energía también es notablemente superior.