Dispositivo minúsculo para convertir calor en electricidad

Convertir directamente energía eléctrica en calor es sencillo. Sucede regularmente en nuestra tostadora cada vez que ponemos a tostar en ella una rebanada de pan.

Lo opuesto, convertir calor en energía eléctrica, ha venido resultando mucho más difícil, lo cual es una lástima porque se estima que aproximadamente el 70 por ciento de toda la energía en el mundo se desperdicia en forma de calor.

Cada máquina y dispositivo en nuestra vida, incluyendo desde el automóvil hasta el computador, suelen calentarse cuando funcionan, y desperdician mucha energía a través de la pérdida de ese calor que generan.

Aunque hay dispositivos capaces de convertir el calor en electricidad, todavía no han alcanzado un nivel de optimización lo bastante bueno como para que se puedan implantar de forma generalizada.

Entre sus limitaciones destacan su alto costo, su tendencia a ser voluminosos, y el hecho de que típicamente solo pueden aprovechar el calor de fuentes a muy altas temperaturas.

Es imperativo, por tanto, explorar nuevos enfoques de diseño.

Uno que podría depararnos muchas sorpresas agradables en un futuro quizá no muy lejano es el adoptado en una prometedora línea de investigación a cargo del equipo de Paul Davids y Joshua Shank, de los Laboratorios Nacionales de Sandia en Estados Unidos.

Davids, Shank y sus colegas han desarrollado un diminuto dispositivo basado en silicio que puede aprovechar el calor residual y convertirlo en corriente eléctrica continua.

Este aparato está hecho de materiales comunes, como aluminio, silicio y dióxido de silicio, aunque combinados de formas muy poco habituales.

Destaca también por su minúsculo tamaño: es más pequeño que la uña del dedo meñique.
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Su parte superior es de aluminio grabado con franjas unas 20 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano.

Este patrón, aunque demasiado pequeño para ser visto a simple vista, sirve como una especie de antena para capturar la radiación infrarroja.

Entre la parte superior de aluminio y la inferior de silicio se halla una capa muy delgada de dióxido de silicio.

Esta capa tiene unos 20 átomos de silicio de grosor, o sea que es 16.000 veces más delgada que un cabello humano.

Las antenas grabadas y estampadas de aluminio canalizan la radiación infrarroja hacia esta capa delgada.

La radiación infrarroja atrapada en el dióxido de silicio crea oscilaciones eléctricas muy rápidas, de unos 50 billones por segundo.

Esto empuja a los electrones atrás y adelante entre el aluminio y el silicio de una forma asimétrica. Este proceso genera corriente eléctrica continua neta.

Dado que el equipo ha construido el dispositivo con los mismos procesos usados por la industria de circuitos integrados, se podrá fabricar fácilmente a gran escala.

Fuente: Noticias de la Ciencia