Este dispositivo produce electricidad utilizando las sombras

Lo llaman “efecto de sombra” y genera electricidad utilizando el contraste en la iluminación de las zonas.

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Las sombras suelen ser asociadas con la oscuridad e incluso con la incertidumbre. Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) han dado un giro positivo a las sombras al demostrar una forma de aprovechar este efecto óptico común para generar electricidad.

Científicos del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de NUS, así como del Departamento de Física de NUS, crearon un dispositivo llamado generador de energía con efecto de sombra (SEG), que utiliza el contraste en la iluminación entre las áreas iluminadas y sombreadas para generar electricidad. Su trabajo ha sido publicado en la revista Energy & Environmental Science.

"Las sombras son omnipresentes. En aplicaciones fotovoltaicas u optoelectrónicas convencionales donde se utiliza una fuente de luz constante para alimentar dispositivos, la presencia de sombras es indeseable, ya que degrada el rendimiento de los dispositivos. En este trabajo, capitalizamos el contraste de iluminación causado por las sombras como fuente indirecta de energía. El contraste en la iluminación induce una diferencia de voltaje entre las secciones sombreadas e iluminadas, dando como resultado una corriente eléctrica", explicó Tan Swee Ching, líder del trabajo.

 


Sombras y luz, unidas para producir energía

Según los expertos, se podría cosechar energía desde cualquier lugar de la Tierra, no solo en espacios abiertos, pues el nuevo dispositivo explota el contraste entre los puntos brillantes y la sombra para crear una corriente que pueda alimentar pequeños dispositivos electrónicos, sin importar el lugar.

El dispositivo fue creado colocando una capa superfina de oro sobre silicio, un material típico de células solares. Como en una célula solar, la luz que brilla sobre el silicio energiza sus electrones. Con la capa dorada, el generador de energía con efecto de sombra produce una corriente eléctrica cuando parte del dispositivo se encuentra en la sombra. Los electrones excitados saltan del silicio al oro. Teniendo parte del dispositivo bajo la sombra, el voltaje del metal iluminado aumenta en relación con el área oscura y los electrones en el flujo del generador de alto a bajo voltaje. Luego, enviarlo a través de un circuito externo crea una corriente que puede alimentar un dispositivo, explican los autores.

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Royal Society of Chemistry

El sistema SEG, que puede fabricarse a un costo menor en comparación con las células solares de silicio comerciales, está compuesto por un conjunto de células SEG dispuestas en una película de plástico flexible y transparente. Cada célula en sí es una película delgada de oro depositada en una oblea de silicio. Se realizaron pruebas y experimentos utilizando el SEG para medir su rendimiento en dos áreas: generación de electricidad y uso como sensor de proximidad autoalimentado.


El SEG no solo es más barato de fabricar en comparación con las células solares de silicio comerciales, sino que también es dos veces más eficiente. La energía cosechada del SEG en presencia de sombras creadas en condiciones de iluminación interior era lo suficientemente alta como para alimentar un reloj digital. Además, el equipo también demostró que el SEG puede servir como un sensor autoalimentado para monitorear objetos en movimiento. Cuando un objeto pasa por el SEG, proyecta una sombra intermitente en el dispositivo que activa el sensor (un led, por ejemplo) para registrar la presencia y el movimiento del objeto.

Cuanto mayor sea el contraste entre la luz y la oscuridad, más energía proporciona el generador. De ahí que el equipo esté trabajando para aumentar el rendimiento del dispositivo. Aumentar la luz que absorben estos generadores les permitiría explotar mejor las sombras.

"Mucha gente piensa que las sombras son inútiles", dice Tan. Pero "cualquier cosa puede ser útil, incluso las sombras".

Está claro que este novedoso concepto de generación de energía podría abrir nuevos enfoques para generar energía verde en interiores y con poca luz para la alimentación de dispositivos electrónicos.

 

Referencia: Qian Zhang, Qijie Liang, Dilip Krishna Nandakumar, Sai Kishore Ravi, Hao Qu, Lakshmi Suresh, Xueping Zhang, Yaoxin Zhang, Lin Yang, Andrew Thye Shen Wee, Swee Ching Tan. Energy harvesting from shadow-effect. Energy & Environmental Science, 2020; DOI: 10.1039/D0EE00825G

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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