Generador Peltier 100w
Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte una forma de energía en electricidad. Hay muchos tipos diferentes de generadores eléctricos. La mayor parte de la electricidad que se genera en el mundo procede de generadores basados en el descubrimiento del científico Michael Faraday en 1831 de que mover un imán dentro de una bobina de alambre hace (induce) que fluya una corriente eléctrica por el alambre. Fabricó el primer generador de electricidad llamado disco de Faraday, que funciona a partir de esta relación entre magnetismo y electricidad y que condujo al diseño de los generadores electromagnéticos que utilizamos hoy en día.
Los generadores electromagnéticos utilizan un electroimán -un imán producido por la electricidad- y no un imán tradicional. Un generador electromagnético básico tiene una serie de bobinas aisladas de alambre que forman un cilindro estacionario -llamado estator- que rodea un eje electromagnético -llamado rotor-. Al girar el rotor, fluye una corriente eléctrica en cada sección de la bobina de alambre, que se convierte en un conductor eléctrico independiente. Las corrientes de las secciones individuales se combinan para formar una gran corriente. Esta corriente es la electricidad que circula desde los generadores hasta los consumidores a través de las líneas eléctricas. Los generadores electromagnéticos accionados por motores cinéticos (mecánicos) son responsables de casi toda la generación de electricidad en Estados Unidos.
Generador termoeléctrico de 500 vatios
Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza) han descubierto una forma de hacer que la madera produzca pequeñas pero útiles cantidades de electricidad al comprimirse, lo que podría permitir algún día alimentar casas y edificios con las pisadas.
El equipo manipuló una propiedad de la madera y otros materiales llamada piezoelectricidad, que se refiere a las minúsculas cantidades de electricidad que se descargan cuando los materiales se comprimen. Utilizando un hongo para eliminar un material llamado lignina de las paredes celulares de un pequeño trozo de madera de balsa, el equipo de científicos universitarios consiguió que la madera fuera mucho más comprimible, con una producción piezoeléctrica más de 50 veces superior a la normal.
El equipo especuló con la posibilidad de utilizar esta madera deslignificada para fabricar sensores biomédicos u otros sensores eléctricos, o de insertar la madera en las tablas del suelo para que al caminar sobre ellas se genere energía que se almacene en una batería y que pueda alimentar luces o electrodomésticos.
“Esto es lo bueno del trabajo fundamental: tienes tu propia idea, y luego la gente tendrá su propia visión e ideas sobre cómo aplicarla”, dijo en una entrevista Ingo Burgert, catedrático de ciencia de materiales de madera y uno de los científicos de la ETH.
Generador Seebeck
Un generador termoeléctrico (TEG), también llamado generador Seebeck, es un dispositivo de estado sólido que convierte el flujo de calor (diferencias de temperatura) directamente en energía eléctrica mediante un fenómeno llamado efecto Seebeck[1] (una forma de efecto termoeléctrico). Los generadores termoeléctricos funcionan como los motores térmicos, pero son menos voluminosos y no tienen piezas móviles. Sin embargo, los TEG suelen ser más caros y menos eficientes[2].
Los generadores termoeléctricos podrían utilizarse en centrales eléctricas para convertir el calor residual en energía eléctrica adicional y en automóviles como generadores termoeléctricos de automoción (GTA) para aumentar la eficiencia del combustible. Los generadores termoeléctricos radioisotópicos utilizan radioisótopos para generar la diferencia de temperatura necesaria para alimentar sondas espaciales[2].
En 1821, Thomas Johann Seebeck redescubrió que un gradiente térmico formado entre dos materiales conductores diferentes (tiene propiedades electromagnéticas) puede producir electricidad[3][4] En el núcleo del efecto termoeléctrico se encuentra el hecho de que un gradiente de temperatura en un material conductor provoca un flujo de calor; esto da lugar a la difusión de portadores de carga. El flujo de portadores de carga entre las regiones caliente y fría crea a su vez una diferencia de tensión. En 1834, Jean Charles Athanase Peltier descubrió el efecto inverso, es decir, que el paso de una corriente eléctrica a través de la unión de dos conductores distintos podía, dependiendo de la dirección de la corriente, hacer que actuara como calentador o enfriador[5].
Generador peltier
El explorador Curiosity de Marte, lanzado en noviembre de 2011, funciona con una batería nuclear que depende de materiales termoeléctricos para convertir el calor de la desintegración radiactiva en electricidad. (NASA/JPL-Caltech/MSSS)
La necesidad de pasar a una energía limpia es evidente, urgente e ineludible. Debemos limitar el aumento de la temperatura de la Tierra a menos de 1,5 ºC para evitar los peores efectos del cambio climático, un reto especialmente desalentador ante el constante aumento de la demanda mundial de energía.
Parte de la respuesta pasa por un uso más eficiente de la energía. Más del 72% de toda la energía producida en el mundo se pierde en forma de calor. Por ejemplo, el motor de un coche sólo utiliza un 30% de la gasolina que quema para moverlo. El resto se disipa en forma de calor.
Hasta hace poco, la identificación de estos materiales había sido lenta. Mis colegas y yo hemos utilizado cálculos cuánticos -un método de modelización informática para predecir las propiedades de los materiales- para acelerar ese proceso e identificar más de 500 materiales termoeléctricos que podrían convertir el exceso de calor en electricidad y ayudar a mejorar la eficiencia energética.