Biomateriales

Científicos españoles crean un papel que convierte el calor en electricidad

El material está compuesto de celulosa y es producido por bacterias. Podría usarse en dispositivos ‘wearables’,  aplicaciones médicas y deportivas y como aislamiento térmico inteligente.

Papel termoeléctrico producido por bacterias en laboratorio
Papel termoeléctrico producido por bacterias en laboratorio ICMAB

Un equipo de investigadores españoles ha creado un papel capaz de convertir el calor residual en energía eléctrica. Se trata de un nuevo material termoeléctrico, un tipo de materiales capaces de transformar el calor en electricidad, y muy prometedores a la hora de convertir el calor residual en energía eléctrica, ya que permiten aprovechar una energía difícilmente utilizable que, de otro modo, se perdería.

“Se podrían utilizar como dispositivos wearables, en aplicaciones médicas o deportivas, por ejemplo”

“Este dispositivo está compuesto de celulosa producida en laboratorio por unas bacterias, con pequeñas cantidades de un nanomaterial conductor –nanotubos de carbono-, por lo que su producción resulta sostenible y respetuosa con el medio ambiente”, explica Mariano Campoy-Quiles, investigador del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC) y autor del trabajo que se publica ese miércoles en la revista Energy & Environmental Science.

"En un futuro próximo, se podrían utilizar como dispositivos wearables, en aplicaciones médicas o deportivas, por ejemplo. Y si la eficiencia del dispositivo se optimizara aún más, este material podría dar lugar a un aislamiento térmico inteligente, o en sistemas de generación eléctrica híbridos fotovoltaicos-termoeléctricos", augura CampoyQuiles. Además, "debido a la alta flexibilidad de la celulosa y la escalabilidad del proceso, estos dispositivos podrían utilizarse en aplicaciones donde la fuente de calor residual tuviera formas poco regulares o áreas extensas, ya que se podrían recubrir totalmente con el material" indica Anna Roig, investigadora del estudio.

Las bacterias van produciendo las fibras de nanocelulosa que acaban formando el dispositivo

Como la celulosa bacteriana se puede fabricar en casa, tal vez estamos delante del primer paso hacia un nuevo paradigma energético, donde los usuarios se podrán fabricar sus propios generadores eléctricos. Todavía estamos lejos, pero este estudio representa un principio. Por algún sitio hay que empezar.

Cultivado en laboratorio

“En vez de fabricar un material para la energía, lo cultivamos", explica Campoy-Quiles. "Las bacterias, dispersas en un medio de cultivo acuoso que contiene azúcares y los nanotubos de carbono, van produciendo las fibras de nanocelulosa que acaban formando el dispositivo, donde quedan perfectamente dispersos los nanotubos de carbono", continúa.

"Se obtiene un material mecánicamente muy resistente, muy flexible y deformable, gracias a las fibras de celulosa, y con una elevada conductividad eléctrica, gracias a los nanotubos de carbono", explica Anna Laromaine, investigadora del estudio. "La intención es acercarnos al concepto de economía circular, utilizando materiales sostenibles y que no sean tóxicos para el medio ambiente, que se utilicen en poca cantidad, y que se puedan reciclar y reutilizar", explica Roig.

Roig afirma que, en comparación con otros materiales similares, este "tiene una estabilidad térmica superior a los materiales termoeléctricos basados en polímeros sintéticos, lo que permite llegar hasta los 250 ºC. Además, no utiliza elementos tóxicos, y se puede reciclar fácilmente la celulosa, degradándola mediante un proceso enzimático que la convierte en glucosa. Así, se recuperan al mismo tiempo los nanotubos de carbono, que son el elemento más costoso del dispositivo". Además, se puede controlar el grosor, el color e incluso la transparencia.

Referencia: Farming thermoelectric paper (Energy & Environmental Science). DOI: 10.1039/C8EE03112F. Fuente: CSIC



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