Físicos construyen un circuito de grafeno que produce energía limpia e «ilimitada»

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Físicos construyen un circuito de grafeno que produce energía limpia e «ilimitada»

(Universidad de Arkansas)

Un equipo de científicos logró extraer energía del movimiento térmico del grafeno a temperatura ambiente, desarrollando un circuito capaz de convertirla en corriente eléctrica.

«Un circuito de recolección de energía basado en grafeno podría incorporarse en un chip para proporcionar energía limpia, ilimitada y de bajo voltaje para pequeños dispositivos o sensores«, dijo Paul Thibado, profesor de física e investigador principal.

Los hallazgos fueron publicados en la revista Physical Review E.

Un circuito que obtiene energía del grafeno

El enfoque aprovecha de manera inteligente la forma en cómo el grafeno de una sola capa de átomos puede ondularse y doblarse para la recolección de energía. Esta última puede aprovecharse para producir una corriente eléctrica que podría tener una variedad de aplicaciones.

El desarrollo de su circuito consiste en dos diodos para convertir corriente alterna en corriente continua. Esto permitió que la corriente fluyera en ambos sentidos a través del circuito, por caminos separados.

Al final lo que obtenemos es una corriente continua pulsante que puede realizar trabajo en una resistencia de carga y potencialmente encender pequeños dispositivos electrónicos.

Esta idea de obtener energía del grafeno todavía es controversial porque refuta la conocida afirmación del físico Richard Feynman que dijo que el movimiento térmico de los átomos no puede realizar trabajo. Contrario a lo que se creía, el actual estudio demuestra que el movimiento térmico del grafeno, de hecho, induce una corriente alterna en un circuito. Esto se creía imposible.

Un diseño que aumenta la cantidad de energía

Además de que el movimiento térmico puede realizar trabajo, el equipo encontró que su diseño de dos diodos también ayudaba a aumentar la cantidad de energía entregada.

“También descubrimos que el comportamiento de encendido-apagado, similar a un interruptor, de los diodos en realidad amplifica la potencia entregada, en lugar de reducirla, como se pensaba anteriormente”, explicó Thibado.

“La tasa de cambio en la resistencia proporcionada por los diodos agrega un factor adicional a la potencia”.

El físico también comentó que su equipo utilizó un campo de la física relativamente nuevo para demostrar que los diodos aumentaban la potencia del circuito.

«Para probar esta mejora de poder, nos basamos en el campo emergente de la termodinámica estocástica«, dijo el coautor Pradeep Kumar, profesor asociado de física y coautor.

¿Se viola la Segunda ley de la termodinámica?

Según Kumar, el grafeno y el circuito comparten una relación íntima. Aunque el entorno térmico está trabajando en la resistencia de carga, el grafeno y el circuito están a la misma temperatura y el calor no fluye entre los dos.

Esa es una distinción importante, dijo Thibado, porque una diferencia de temperatura entre el grafeno y el circuito, en un circuito que produce energía, contradeciría la segunda ley de la termodinámica. «Esto significa que no se viola la segunda ley de la termodinámica”.

“La gente puede pensar que la corriente que fluye en una resistencia hace que se caliente, pero la corriente browniana (por movimiento térmico) no. De hecho, si no fluye corriente, la resistencia se enfriaría», explicó Thibado. “Lo que hicimos fue desviar la corriente en el circuito y transformarla en algo útil”.

El siguiente paso en esta investigación, según el equipo, es averiguar si la corriente continua puede almacenarse en un condensador para su uso posterior. Esto requiere miniaturizar el circuito y modelarlo en un chip. Si millones de estos pequeños circuitos pudieran construirse en un chip de 1×1 milímetro, podrían servir como reemplazo de batería de bajo consumo.

3 respuestas a «Físicos construyen un circuito de grafeno que produce energía limpia e «ilimitada»»

  1. Si esto se llega a masificar va suponer un antes y un después en la electrónica, podrían hacer funcionar componentes que estén aislados de la fuente de poder, o hacer que circuitos funcionen por si solos sin necesidad de energía externa, las aplicaciones de esto podrían ser increíbles.

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