Corea del Sur.- Un grupo de científicos desarrolló una nueva estructura de nanotubos de silicio que podría permitir aprovechar el calor desperdiciado por computadoras, automóviles y centros de datos para transformarlo en electricidad, un avance que ayudaría a reducir las pérdidas de energía de numerosos dispositivos.
La investigación fue realizada por especialistas de la Universidad Pohang de Ciencia y Tecnología (POSTECH), en Corea del Sur, quienes encontraron una manera de mejorar el comportamiento del silicio mediante modificaciones en su estructura microscópica, sin necesidad de utilizar nuevos materiales.
Actualmente, gran parte de la energía consumida por los aparatos electrónicos y los motores termina convertida en calor que se libera al ambiente. Este fenómeno puede observarse cuando una computadora se calienta después de varias horas de uso o cuando el motor de un automóvil permanece caliente incluso después de apagarse.
Desde hace décadas, los investigadores buscan recuperar parte de esa energía mediante la termoelectricidad, un proceso que permite generar corriente eléctrica aprovechando las diferencias de temperatura entre dos superficies.
Sin embargo, uno de los principales obstáculos ha sido encontrar materiales capaces de limitar la transmisión del calor sin afectar el movimiento de los electrones, necesario para producir electricidad.
Para superar esta dificultad, los científicos trabajaron con estructuras de silicio extremadamente pequeñas, conocidas como nanotubos, cuya principal característica es que cuentan con un espacio vacío en su interior.
A diferencia de los nanohilos tradicionales, que son completamente sólidos, estos nanotubos modifican la manera en que las vibraciones responsables de transportar el calor se desplazan dentro del material.
Durante las pruebas, los investigadores descubrieron que los nanotubos conducían aproximadamente un 33 por ciento menos de calor que las estructuras sólidas utilizadas como referencia, incluso cuando ambas tenían características geométricas comparables.
Mediante simulaciones computacionales, determinaron que parte de las vibraciones encargadas de transportar la energía térmica quedan atrapadas alrededor del espacio vacío del nanotubo, lo que dificulta la circulación del calor.
Lo importante es que esta modificación prácticamente no afectó las propiedades eléctricas del silicio, permitiendo mantener su capacidad para conducir corriente.
Los resultados también mostraron que, al incorporar una cavidad de aproximadamente 200 nanómetros, el rendimiento termoeléctrico del material pudo aumentar más del doble en comparación con los nanohilos convencionales.
Este avance resulta relevante porque demuestra que no siempre es necesario descubrir nuevos compuestos químicos para mejorar la eficiencia energética, sino que también es posible obtener mejores resultados modificando la forma de materiales conocidos.
Entre las posibles aplicaciones futuras se encuentran las computadoras portátiles, los motores de vehículos, los equipos industriales y los centros de datos, instalaciones que generan grandes cantidades de calor y requieren sistemas de refrigeración para funcionar correctamente.
No obstante, los especialistas aclararon que el desarrollo todavía se encuentra en una etapa experimental y que aún deben resolverse problemas relacionados con su fabricación a gran escala, resistencia y adaptación a dispositivos comerciales.
También será necesario comprobar su funcionamiento durante periodos prolongados y determinar cuánta electricidad podría recuperarse en condiciones reales.
El estudio fue publicado en la revista científica Nano Energy y plantea una nueva posibilidad para mejorar el aprovechamiento energético de tecnologías que actualmente desperdician una parte importante de la electricidad que consumen.
Aunque todavía no existe una fecha para su llegada al mercado, los resultados abren una línea de investigación que, en el futuro, podría convertir parte del calor que hoy se pierde en una fuente adicional de energía.
Muy Interesante
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