¿Imaginas que puedas recargar la batería de tu teléfono móvil con las señales de las redes wifi? Es una posibilidad que permitiría aprovechar las ondas que emiten las redes wifi en energía utilizable. Todos los dispositivos que emiten señales wifi producen ondas de alta frecuencia, ondas T u ondas de terahercios.
Se trata de ondas electromagnéticas. Hay una gran cantidad de esta energía desperdiciada en el ambiente. Investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) idearon un dispositivo que pueden convertir las ondas de terahercios ambientales en corriente continua.
Ondas de terahercios dispersas en el medioambiente
El autor principal del estudio señala que «si podemos convertir la energía emitida por las redes wifi en una fuente de energía para toda la vida se resolverían muchos de los desafíos energéticos actuales». Hasta los momentos, los rectificadores que se usan para las transformación de energía solo pueden convertir la ondas electromagnéticas de baja frecuencia -como las ondas de radio- en corriente que fluye en una sola dirección.
La transformación genera un campo eléctrico que produce ondas a través de un circuito que genera corriente continua. Corriente que se puede utilizar para cargar de energía dispositivos eléctricos. Solo que los rectificadores no lo pueden hacer con ondas de alta frecuencia como las ondas de terahercios.
Entonces para transformar las energía de los rayos T en energía predecible y utilizable, los investigadores se centraron en un material usado comúnmente en la electrónica, el grafeno. Obviando el uso de un rectificador, y teóricamente preguntándose si podrían manipular la estructura atómica del grafeno para empujar a los electrones en una misma dirección sin depender de los rectificadores que inducen a una corriente continua.
El grafeno la clave de todo
Ahora, el grafeno se caracteriza por ser un material simétrico, donde los electrones sienten la misma fuerza entre ellos y cualquier energía entrante los dispersa en todas las direcciones por igual. Los científicos necesitaban que la dispersión no se diera por igual, sino de forma asimétrica. Entonces combinaron el grafeno con otro material, el nitruro de boro. La combinación logró que la energía entrante de los terahercios obligara a los electrones del grafeno ir en una misma dirección como corriente continua.
Advierte la investigación que el grafeno con muchas impurezas puede perder la conductividad, pues la impurezas actuarían como un escudo que en lugar de reconducir a los electrones en un flujo de corriente continua, los obligaría a dispersarse.
«Con muchas impurezas este movimiento sesgado termina oscilando, y cualquier energía de terahercios entrante se pierde a través de esta oscilación», dice Hiroki Isobe, investigador del Laboratorio de Investigación de Materiales del MIT y autor principal.
La investigación ideó una antena (un dispositivo) que recoge y concentra las ondas de terahercios en el medio ambiente. Mientras más fuerte sea la energía que emanan las ondas, el proceso de transformación en corriente continua será más eficaz. La antena contiene un pequeño cuadrado de grafeno sobre una capa de nitruro de boro.
La antena funcionaría parecida a una célula solar a la hora de recolectar y convertir la energía medioambiental. El grupo de físicos teóricos que ideó el dispositivo trabaja actualmente con físicos experimentales. El objetivo es construir un prototipo de la antena que podría funcionar a temperatura ambiente y sería el primer gran paso a la consecución de millones de aplicaciones portátiles.
Las antenas rectificadoras de ondas de terahercios se podrían utilizar para los implantes en el cuerpo humano. Logro que eliminaría la necesidad de hacer cirugía a la hora de cambiar las baterías.
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