La nueva batería geotérmica convierte directamente el calor en electricidad

Fuente: https://newatlas.com/

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Una de las mayores fuentes naturales de energía renovable podría estar justo debajo de nuestros pies, literalmente. La Tierra en sí misma es una gran bola caliente que nos espera para aprovecharla, con vastas reservas de energía geotérmica debajo de Australia , Estados Unidos y muchas otras áreas. Ahora los investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio y Sanoh Industrial han desarrollado un nuevo tipo de célula de batería que puede convertir directamente la energía térmica en electricidad.

La mayoría de los sistemas geotérmicosfuncionan con agua calentada por rocas calientes a unos pocos kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra. Esa agua está presente de forma natural y se bombea a la superficie, o se bombea hacia abajo, se calienta y se bombea nuevamente hacia arriba. Tales sistemas a menudo necesitan altas temperaturas, más de 180 ° C (356 ° F), para funcionar, y no necesariamente escalan tan bien.

Pero los investigadores japoneses detrás del nuevo estudio dicen que tienen un método más directo. Su diseño está formado por celdas térmicas sensibilizadas (STC), que pueden generar electricidad a temperaturas por debajo de los 100 ° C (212 ° F) sin necesidad de un transportador de suelo intermedio como el agua o el vapor.

El STC es una batería compuesta por tres capas de material intercaladas entre dos electrodos. Hay una capa de transporte de electrones (ETM), una capa semiconductora de germanio y una capa de electrolito sólido que transporta iones de cobre. Esta batería está diseñada para ser enterrada en el suelo caliente.

La idea es que el calor en el suelo excita los electrones en el semiconductor, lo que hace que se transfieran al ETM. Eso, a su vez, los pasa a través del electrodo a través de un circuito externo y finalmente regresa al otro electrodo y al electrolito. Allí, las reacciones de oxidación y reducción (redox) tienen lugar, lo que lleva electrones de baja energía de vuelta al semiconductor, comenzando el ciclo nuevamente.

Una pregunta de la que el equipo no estaba seguro inicialmente era por cuánto tiempo podría mantener el ciclo el dispositivo STC, o incluso si podría seguir funcionando indefinidamente. Pero durante las pruebas, encontraron su respuesta: eventualmente, el ciclo se seca cuando las reacciones redox lo hacen, porque los diferentes tipos de iones de cobre terminaron en diferentes lugares.

Pero curiosamente, el equipo se sorprendió al encontrar que la batería podría solucionar este problema, siempre y cuando esté enterrada en una fuente de calor. Entonces es cuestión de encender el circuito externo por un tiempo para recargarlo. Esto, dice el equipo, podría permitir que la batería suministre energía «semi-permanentemente».

«Con este diseño, el calor, generalmente considerado como energía de baja calidad, se convertiría en una gran fuente de energía renovable», dice Sachiko Matsushita, investigadora principal del estudio. «No hay miedo a la radiación, no hay miedo al petróleo caro, no hay inestabilidad en la generación de energía, como cuando se depende del sol o del viento».

El equipo dice que se necesitan más mejoras para el diseño, pero esperamos que pronto se una a las opciones de energía renovable.