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Una nueva tecnología duplica el tiempo de autonomía de las baterías

Tendrá aplicaciones en computación, plantas energéticas o en motores eléctricos


Una tecnología desarrollada por ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) permite optimizar el proceso de conversión de calor en electricidad, para de esta manera lograr un mayor aprovechamiento energético en cualquier dispositivo que se alimente en base a energía eléctrica. El descubrimiento podría duplicar el tiempo de autonomía de las baterías empleadas en ordenadores portátiles o teléfonos celulares, además de optimizar la producción energética en plantas eléctricas, entre otras aplicaciones. Por Pablo Javier Piacente.




La optimización de la conversión del calor en electricidad incrementaría en gran medida la eficacia de los distintos dispositivos. Imagen: iStockphoto/Evgeny Kuklev.
La optimización de la conversión del calor en electricidad incrementaría en gran medida la eficacia de los distintos dispositivos. Imagen: iStockphoto/Evgeny Kuklev.
El aprovechamiento del calor residual que se produce en equipos portátiles, teléfonos móviles y hasta en plantas de electricidad podría optimizar la producción energética y duplicar el tiempo de vida de las baterías, gracias a una nueva tecnología desarrollada por un equipo de ingenieros eléctricos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos.

La realidad es que en todo tipo de funcionamiento eléctrico, desde fichas de procesadores de computadoras o motores de coches hasta plantas energéticas se requiere la eliminación del exceso de calor producido, lo que significa una importante fuente de ineficiencia energética.

Sin embargo, la mencionada investigación señala el camino hacia una nueva tecnología que podría permitir el aprovechamiento del calor perdido, convirtiéndolo en electricidad plenamente utilizable. Las aplicaciones y ventajas serían múltiples, en todos los campos en los cuales interviene la electricidad como energía.

Por ejemplo, los teléfonos móviles podrían duplicar su tiempo de actividad sin necesidad de recargar la batería, las computadoras portátiles podrían operar el doble de tiempo antes de necesitar conectarse a la red eléctrica para alimentar sus baterías o las plantas de energía podrían producir más electricidad con la misma cantidad de combustible, entre otras tantas aplicaciones.

Superando los límites teóricos

Un documento publicado en la edición de noviembre del Journal of Applied Physics recoge esta investigación, que también fue difundida mediante una nota de prensa del MIT. Peter Hagelstein, profesor asociado de ingeniería eléctrica en el MIT; Dennis Wu, estudiante de doctorado y Yan Kucherov, consultor del Naval Research Laboratory, fueron los principales autores de la investigación.

Según los especialistas, los mecanismos actuales empleados en los dispositivos de estado sólido para convertir el calor en electricidad no son muy eficientes. En consecuencia, la nueva investigación busca encontrar una tecnología realmente eficaz que permita incrementar los límites teóricos de la eficacia en la conversión calor-electricidad.

La teoría establece que la conversión de energía nunca puede exceder un valor específico denominado límite de Carnot, basado en una fórmula del siglo XIX para determinar la eficiencia máxima que cualquier dispositivo puede alcanzar en la conversión de calor durante su actividad.

En la actualidad, los dispositivos termoeléctricos comerciales logran alcanzar solamente una décima parte de ese límite. Los experimentos realizados con esta nueva tecnología, a base de diodos térmicos, permiten alcanzar hasta un 40 por ciento del límite de Carnot. Además, los cálculos demuestran que este nuevo sistema podría llegar hasta un 90 por ciento de ese límite máximo.

Mayor eficiencia y menores costos

De acuerdo a estos ingenieros eléctricos, los sistemas actuales permiten convertir el calor en electricidad, pero entregando escasa potencia. También es posible conseguir grandes cantidades de energía eléctrica, lo que se conoce como energía de alto rendimiento, pero la misma se obtiene de un modo poco eficiente e insumiendo el desarrollo de costosos sistemas.

Según el equipo del MIT, con la nueva tecnología se podría producir una gran cantidad de energía eléctrica, de un modo más eficiente y a un menor costo. Una clave importante para mejorar el rendimiento fue la reducción de la separación entre la superficie caliente y el dispositivo de conversión.

Este adelanto proviene de un análisis también realizado en el MIT que demuestra que la transferencia de calor puede tener lugar con muy poca separación entre las superficies, y a una velocidad que es mucho más elevada que aquella que predice la teoría anteriormente mencionada.

El próximo paso es demostrar que el calor no solamente puede ser transferido, sino también convertido en electricidad para que pueda ser realmente aprovechado. Vale destacar que la compañía MTPV Corp. ya está trabajando en el desarrollo de una nueva tecnología, estrechamente relacionada con el trabajo llevado a cabo en el marco de esta investigación del MIT.

Al mismo tiempo, los ingenieros eléctricos del Instituto Tecnológico de Massachusetts resaltaron que alrededor del 60 por ciento de toda la energía producida por la quema de combustibles o generada en plantas de energía se desperdicia, principalmente debido al exceso de calor. Por consiguiente, esta tecnología podría hacer posible la recuperación de una fracción importante de ese derroche energético.


Lunes, 23 de Noviembre 2009
Pablo Javier Piacente
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1.Publicado por yenifer el 17/04/2010 23:12
por eje:una tecnologia en el tiempo es estar actualizado

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