Los científicos israelíes ya han aprendido a producir agua a partir del aire. Ahora pueden estar preparados para crear energía a partir de la humedad.
La investigación – dirigida por el Prof. Colin Price en colaboración con el Prof. Hadas Saaroni y el estudiante de doctorado Judi Lax, todos de la Escuela de Ciencias del Medio Ambiente y la Tierra de la Universidad de Tel Aviv – se basa en el conocimiento de que la electricidad se genera por la interacción de las moléculas de agua y las superficies metálicas.
“Buscamos capitalizar un fenómeno que ocurre naturalmente – la electricidad del agua”, explicó Price. “La electricidad en las tormentas eléctricas es generada solo por el agua en sus diferentes fases, vapor de agua, gotas de agua y hielo. Veinte minutos de desarrollo de las nubes es la forma en que pasamos de las gotas de agua a las enormes descargas eléctricas – rayos – de unos 800 metros de longitud”.
En el siglo XIX, el físico inglés Michael Faraday descubrió que las gotas de agua podían cargar las superficies metálicas debido a la fricción entre ellas. Un estudio más reciente demostró que ciertos metales acumulan una carga eléctrica espontáneamente cuando se exponen a la humedad.
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Basándose en los hallazgos de descubrimientos anteriores como estos, los investigadores se propusieron probar la posibilidad de hacer una pequeña batería de bajo voltaje que no utiliza nada más que la humedad del aire.
Expusieron dos metales diferentes a diferentes niveles de humedad, mientras que uno estaba conectado a tierra.
“Encontramos que no había voltaje entre ellos cuando el aire estaba seco”, dijo Price. “Pero una vez que la humedad relativa se elevó por encima del 60 por ciento, comenzó a desarrollarse un voltaje entre las dos superficies metálicas aisladas. Cuando bajamos el nivel de humedad por debajo del 60%, el voltaje desapareció. Cuando realizamos el experimento en el exterior en condiciones naturales, vimos los mismos resultados”.
Continuó: “El agua es una molécula muy especial. Durante las colisiones moleculares, puede transferir una carga eléctrica de una molécula a la otra. A través de la fricción, puede acumular una especie de electricidad estática”.
“Intentamos reproducir la electricidad en el laboratorio y encontramos que diferentes superficies metálicas aisladas acumularán diferentes cantidades de carga a partir del vapor de agua en la atmósfera, pero solo si la humedad relativa del aire es superior al 60%. Esto ocurre casi todos los días en el verano en Israel y todos los días en la mayoría de los países tropicales”.
Según Price, este estudio desafía las ideas establecidas sobre la humedad y su potencial como fuente de energía. “La gente sabe que el aire seco produce electricidad estática y que a veces recibes ‘choques’ cuando tocas la manija de una puerta de metal. Normalmente se piensa que el agua es un buen conductor de la electricidad, no algo que pueda acumular carga en una superficie. Sin embargo, parece que las cosas son diferentes una vez que la humedad relativa supera un cierto umbral”, dijo.
Los investigadores pudieron demostrar que el aire húmedo puede ser una fuente de carga de las superficies a voltajes de alrededor de un voltio. “Si una batería AA es de 1.5 V, puede haber una aplicación práctica en el futuro: desarrollar baterías que se puedan cargar a partir del vapor de agua del aire”, dijo Price.
“Los resultados pueden ser particularmente importantes como fuente de energía renovable en los países en desarrollo, donde muchas comunidades todavía no tienen acceso a la electricidad, pero la humedad es constantemente de alrededor del 60%”.
La investigación, publicada la semana pasada por la universidad, fue publicada en Nature Scientific Reports en mayo.