Higroelectricitat: El futur de l'energia renovable aprofitant la humitat de l'aire

  • La higroelectricitat genera electricitat a partir de la humitat sense dependre del clima.
  • Materials com l'òxid de grafè i els nanocables són clau per al funcionament.
  • Aplicacions a petita escala ja estan sent provades, amb vista a un futur sostenible.

llampecs i trons

En els darrers anys, la recerca dins del camp de l'energia renovable ha fet grans passos en la recerca constant de noves fonts d'energia. Una d'aquestes innovacions, que ha començat a generar un gran interès, és la higroelectricitat, un tipus d'energia que es genera a partir de la humitat a l'aire. Aquest concepte, derivat de la capacitat de certs materials per generar una càrrega elèctrica en resposta als canvis d'humitat, està en ple procés de desenvolupament i podria revolucionar la manera com obtenim energia.

Què és la Higroelectricitat?

La higroelectricitat, També coneguda com energia higroelèctrica, és un mètode innovador per generar electricitat aprofitant la humitat ambiental. A diferència d'altres energies renovables com la solar o l'eòlica, no depèn de factors climàtics específics com ara la llum solar directa o el vent. Els materials higroscòpics són la clau d'aquest fenomen, ja que són capaços d'absorbir les molècules d'aigua existents a l'ambient i generar una diferència de potencial que produeix electricitat.

higroelectricitat energies renovables humitat aire

Aquest avenç, que va néixer d'estudis pioners a universitats com la de Massachusetts (UMass) i Campinas (Brasil), ha obert noves possibilitats al camp de les energies renovables. S'ha demostrat que certs materials, com el òxid de grafè (GO) o els nanocables de proteïna, poden generar càrrega elèctrica en estar en contacte amb la humitat.

En el cas de l'òxid de grafè, les molècules d'aigua que s'adhereixen a la superfície creen una diferència de potencial que permet la generació de corrent elèctric en connectar-se a un circuit extern. Això va ser un descobriment clau, ja que es pensava que els materials requerien llum solar per generar electricitat. La higroelectricitat no té aquestes restriccions meteorològiques, la qual cosa la converteix en una solució molt prometedora per al futur.

Com funciona la Higroelectricitat?

El procés que permet generar electricitat a partir de la humitat es basa en la interacció entre materials higroscòpics i molècules daigua en lambient. Aquests materials, com es va esmentar abans, tenen la capacitat de absorbir aigua i generar-ne una diferència de càrrega. Al projecte CATCHER, finançat per la Unió Europea, s'ha mostrat que l'aigua a l'atmosfera pot acumular càrregues elèctriques després d'estar en contacte amb partícules de pols que també estan a l'aire. La interacció entre aquestes partícules i les gotes d'humitat genera una petita diferència de potencial, que en ser prou gran permet obtenir un corrent elèctric útil.

higroelectricitat energies renovables humitat aire

Materials Principals

Un dels materials més utilitzats per a aquest tipus denergia són els nanocables de proteïna cultivats a partir de Geobacter sulfurreducens, un bacteri capaç de transferir electrons en contacte amb humitat. El dispositiu Air-gen desenvolupat per UMass Amherst funciona connectant aquests nanocables amb elèctrodes diminuts per generar electricitat a partir de l'aire.

Un altre exemple prometedor és l'ús del òxid de grafè (GO), un material que ha demostrat una gran capacitat per generar càrregues elèctriques. Quan les molècules d‟aigua de l‟atmosfera s‟adhereixen a la superfície del GO, es produeix una diferència de càrrega que provoca el flux d‟electrons cap a les molècules d‟aigua, generant un corrent elèctric.

Elèctrodes i Nanoporus

La disposició dels elèctrodes també juga un paper crucial per millorar l'eficiència de la higroelectricitat. De fet, utilitzen metalls conductors com el Platí, or o plata per millorar leficiència de la captura delectricitat.

A més, lestructura del material també té un impacte directe en la seva capacitat per generar energia. S'ha demostrat en investigacions recents que, en crear nanoporus en aquests materials (és a dir, perforacions diminutes de menys de 100 nanòmetres), es pot augmentar la quantitat d'humitat recollida i, per tant, la quantitat d'energia produïda.

Aplicacions Futures de la Higroelectricitat

higroelectricitat energies renovables humitat aire

Tot i que la tecnologia encara està en una etapa de desenvolupament, el seu potencial és molt alt. A curt termini, ja s'estan explorant aplicacions per alimentar dispositius petits com a rellotges intel·ligents, sensors mèdics i dispositius IoT. Aquests sistemes són ideals per a la higroelectricitat perquè requereixen molt poca energia i, en molts casos, s'utilitzen en llocs on la humitat és sempre present, com interiors de cases o edificis.

En un futur més llunyà, es podria pensar en aplicacions a gran escala. Investigacions com el projecte HUNTER estan enfocades a desenvolupar materials i dispositius que puguin transformar l'energia de la humitat en quantitats molt més grans. Per exemple, es planeja la integració d'aquests dispositius a panells solars perquè funcionin durant la nit, quan lenergia solar no està disponible.

En llocs amb alts nivells dhumitat, com els ambients tropicals, aquests col·lectors higroeléctricos podrien instal·lar-se a les llars per generar una font contínua d'energia respectuosa amb el medi ambient. A més, la disponibilitat 24/7 supera la intermitència d'altres fonts renovables com l'energia solar i l'energia eòlica.

Investigacions Actuals i Desafiaments

Un dels desafiaments actuals en el desenvolupament de la tecnologia d'higroelectricitat és la escalabilitat. La quantitat d'energia produïda per un sol dispositiu és relativament petita, per això els investigadors estan buscant maneres d'apilar múltiples unitats o millorar els materials per augmentar la potència generada.

El projecte Catcher està treballant en un prototip de panell que fa 1 metre quadrat i pot produir fins a 20W/m2. Encara que no n'hi ha prou per abastir una llar completa, és un gran pas cap a la viabilitat comercial. A llarg termini, la combinació daquesta tecnologia amb altres formes de generació denergia podria conduir a una infraestructura energètica més diversificada i sostenible.

L'elecció dels materials és encara un aspecte important. Els nanomaterials són costosos i encara no han assolit l'escalabilitat industrial necessària per comercialitzar-los a gran escala. Tot i això, els avenços en nanotecnologia continuen obrint portes per desenvolupar dispositius més econòmics i eficients.

L'interès en la higroelectricitat continua creixent i la inversió d'organismes com la Unió Europea en projectes com CATCHER assenyala que hi ha grans expectatives posades en aquesta tecnologia emergent.

La higroelectricitat encara es troba en les primeres fases de desenvolupament, però promet ser una de les tecnologies clau dins el ventall d'energies renovables. A mesura que els investigadors continuen perfeccionant els materials i les tècniques, és possible que aviat vegem aplicacions pràctiques que puguin canviar la manera com obtenim i fem servir l'energia.


Deixa el teu comentari

La seva adreça de correu electrònic no es publicarà. Els camps obligatoris estan marcats amb *

*

*

  1. Responsable de les dades: Miguel Ángel Gatón
  2. Finalitat de les dades: Controlar l'SPAM, gestió de comentaris.
  3. Legitimació: El teu consentiment
  4. Comunicació de les dades: No es comunicaran les dades a tercers excepte per obligació legal.
  5. Emmagatzematge de les dades: Base de dades allotjada en Occentus Networks (UE)
  6. Drets: En qualsevol moment pots limitar, recuperar i esborrar la teva informació.

      Abel va dir

    Em sorgeixen grans incògnites.
    Voldria saber si aquest procediment afecta els núvols?
    a la seva formació natural, autonomia, qualitat o durabilitat?
    Sabem que regulen els ecosistemes proporcionant aigua per a tot tipus de vida.
    Entre altres coses, contribueixen a evitar el reescalfament de l'planeta.
    Comparteixo la necessitat urgent de canviar a energies renovables no contaminants;
    però crec que això va a fer mal als núvols, perjudicant la seva creació i qualitats.
    Una menor quantitat de núvols ens portarà pitjors problemes:
    accelerar més l'escalfament global i sobre destruir
    la fertilitat dels sòls (selves, boscos, conreus, ramaderia),
    els rius (vida aqüífera, sequeres), etc. convertint-los en zones desèrtiques.
    Vull pensar que això no és un altre negoci d'algun oportunista;
    que amb tal d'obtenir finançament i grans guanys enganya a la gent,
    amb arguments avalats per un grup de científics mercenaris.
    Voldria remarcar alguna cosa més important, per informar-se i debatre:
    dic no n'hi ha prou només amb energies netes de zero emiciones.
    Si seguim injectant més i més energia, aquesta per algun costat ha de sortir ......
    vull dir que es va acumular temperatura en grans quantitats,
    desgastant i foradant encara més a la nostra estimada atmosfera.
    Que potser es pot afegir infinitament energia sense afectar
    el medi ambient; encara que aquesta sigui renovable i neta?
    Recordo un globus que s'infla fins a rebentar o una cassola a pressió que es destapa.