El principio de la generación de energía mediante campos de radiación no visibles

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La humanidad tiene el potencial de avanzar de forma significativa. Aunque se avanzó mucho en la COP27, las preguntas importantes quedaron sin respuesta y tendrán que esperar hasta la próxima Conferencia Mundial sobre el Clima. Por desgracia, los políticos están más interesados en los grupos de presión que en la investigación, por lo que se pasa por alto la mejor opción a largo plazo para combatir el calentamiento global y el cambio climático. Afortunadamente, el Neutrino Energy Group, financiado con fondos privados y activo a escala internacional, está años luz por delante de la competencia.

Para cuando se celebre la próxima Conferencia Mundial sobre el Clima en Dubai en 2023, se espera que los gobiernos participantes hayan mejorado sus políticas de protección del clima, por lo general insuficientes. „Con nuestra tecnología neutrinovoltaica, estamos más adelantados que otros grupos de investigación en cuanto a la aplicación de los conocimientos“, subraya Holger Thorsten Schubart, director general de la empresa de investigación estadounidense-alemana Neutrino Energy Group, refiriéndose a los amplios conocimientos y publicaciones científicas en torno a las solicitudes de patentes internacionales con el número WO2016142056A1.

Hace más de una docena de años, mientras trabajaban para optimizar el rendimiento de los paneles solares, los científicos empezaron a experimentar con nanopartículas de distintos materiales para conseguir la máxima superficie física activa posible mediante piezas cada vez más pequeñas, aumentando así la eficiencia de los colectores solares. Estos trabajos sentaron las bases para el desarrollo de la tecnología neutrinovoltaica. Sin embargo, cuando se aplicaron a los colectores solares, las pruebas similares sólo tuvieron un éxito parcial. El material ensayado mostraba cada vez más indicadores de inestabilidad a medida que disminuía el tamaño de las partículas. Se produjeron vibraciones que no tuvieron ningún efecto positivo en la eficiencia de las células solares.

A pesar de que hasta entonces se desconocía el origen de estas vibraciones, motivó a algunos investigadores a seguir explorando el potencial de amplificación de este fenómeno. Partieron de la premisa de que debe haber energía para que algo se mueva, y que estas oscilaciones en el interior del material pueden hacer que los electrones se muevan en resonancia y, en última instancia, dar lugar a la conversión de energía en electricidad. Físicos de la Universidad de Arkansas han establecido que la tecnología neutrinovoltaica se basa en la „capacidad“ del grafeno para „recoger“ energía del entorno. El grafeno es una lámina de átomos de carbono de un átomo de grosor que ha sufrido una alteración alotrópica bidimensional. Para crear una red cristalina hexagonal bidimensional, los átomos de carbono se unen entre sí.

El grafeno no puede existir en el plano 2D debido a las peculiaridades de la red cristalina, sino sólo en el plano 3D. Por consiguiente, el grafeno nunca fue plano al cien por cien, sino que vibraba a nivel atómico para que sus conexiones no se desintegraran espontáneamente. Un grupo de físicos de la Universidad de Manchester y de la Universidad de Arkansas, dirigido por el profesor Paul Thibado, demostró que la explicación está en los llamados „vuelos de Levy“, patrones de pequeñas oscilaciones aleatorias combinadas con cambios bruscos. Los físicos los han visto por primera vez a escala atómica y han medido la velocidad y magnitud de estas ondas de grafeno. El profesor Thibado demostró así que podían utilizarse para cosechar energía del entorno: „Cosechar la energía de la vecindad“.

Aunque inicialmente ridiculizadas por la opinión pública, los científicos de la empresa científico-tecnológica Neutrino Energy Group, dirigida por el matemático Holger Thorsten Schubart, ya habían discutido estas posibilidades teóricas en 2014. Sin embargo, es importante recordar que la confirmación experimental de todas las cualidades del novedoso nanomaterial multicapa, fabricado por expertos en materiales y compuesto por capas alternas de grafeno y silicio dopado, ya había tenido lugar en numerosas ocasiones hace unos años. La verificación teórica por separado de estos fundamentos de la funcionalidad del modelo presentado por el Neutrino Energy Group acaba de aparecer recientemente en fuentes abiertas.

Por ejemplo, la profesora Vanessa Wood, de la ETH, y sus colegas de Zúrich explican en la revista Nature qué procesos causan vibraciones atómicas cuando los materiales son a nanoescala. También explican cómo puede utilizarse este conocimiento para desarrollar sistemáticamente nanomateriales para diversas aplicaciones. Así lo muestra la publicación: Cuando los materiales se fabrican con tamaños inferiores a 10 o 20 nanómetros, 5.000 veces más finos que un cabello humano, las vibraciones de las capas atómicas exteriores en la superficie de las nanopartículas son grandes y desempeñan un papel importante en el comportamiento de este material. Todos los materiales están formados por átomos que vibran. Estas vibraciones atómicas o „fonones“ son responsables de cómo se transfieren o proporcionan carga eléctrica, energía y calor en los materiales.

Científicos de la Universidad de Viena, el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología (AIST) de Japón, JEOL y la Universidad La Sapienza de Roma han desarrollado una técnica capaz de medir todos los fonones presentes en un material nanoestructurado. Esto les ha permitido detectar por primera vez todos los modos vibracionales del grafeno autónomo, así como la expansión local de distintos modos de oscilación en una nanofibra de grafeno.

Un grupo de científicos del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) ha logrado convertir el grafeno en un superconductor a través del cual la electricidad se transmite sin resistencia. El descubrimiento de que el grafeno es capaz de superconducir marcará el inicio de una serie de nuevos estudios en este campo en un futuro próximo. Además, dado que el grafeno es un elemento clave en la composición del metamaterial inventado por el Neutrino Energy Group, su propiedad de superconductividad desempeñará un papel fundamental, especialmente para alimentar dispositivos eléctricos en los que se requiere una fuente de alimentación pequeña y estable.

La aplicación de un recubrimiento de plasma multicapa a una cara de un sustrato metálico, por ejemplo, una lámina, da lugar a la aparición de diferentes polos: la cara recubierta tiene un polo positivo y la no recubierta es negativa. Esto permite colocarlos uno encima del otro y presionarlos para obtener una conexión en serie fiable de los módulos. Una placa extremadamente fina de 200 por 300 milímetros genera una tensión de 1,5 voltios y una corriente de 2 amperios. Basándose en la tecnología neutrinovoltaica, el Neutrino Energy Group ha logrado así crear un generador sin combustible ni piezas giratorias, que en principio puede integrarse directamente en cualquier aparato eléctrico y sustituiría tanto a la batería como a la conexión a la red eléctrica.

Los generadores de energía Neutrino Power Cube, con una capacidad neta de, por ejemplo, 5 a 10 kW, entrarán en producción industrial autorizada en Suiza hacia finales de 2023 o principios de 2024, lo que permitirá un suministro eléctrico completamente independiente para hogares enteros. Se fabricará en forma de panel de control (armario) dividido en dos compartimentos: un compartimento de generación eléctrica que contendrá los módulos de generación de energía y un compartimento para la instalación de un sistema de control. El compartimento de generación tiene unas dimensiones de 800x400x600 milímetros y un peso de unos 50 kilogramos. En el compartimento de aparamenta se colocan inversores para convertir la corriente continua generada en corriente alterna con una tensión de 220V y 380V. También hay una conexión de corriente continua para la conexión directa de ordenadores y diversos aparatos y artilugios.

Dadas las transformaciones en curso en la industria energética actual, cabe suponer que el prometedor uso multifuncional de esta tecnología generará una gran demanda en los próximos años. Semejante a una célula solar, capaz de generar electricidad utilizable incluso en la más absoluta oscuridad, este avance merece un amplio debate en la Conferencia Mundial sobre el Clima que se celebrará el año que viene en Dubai. O quizá deberíamos evitar perder más tiempo e iniciar el debate hoy mismo.

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