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En Japón investigan la aplicación de nanotubos a tejidos de algodón


Con ello, los nanotubos de carbono pueden transformar el calor de las fibras en energía, con aplicaciones cada vez crecientes

08.09.2021.- Científicos de la Universidad Rice, de la Universidad Metropolitana de Tokyo y del Carbon Hub han demostrado que los nanotubos de carbono alineados como fibras y cosidos a tejidos pueden actuar como un generador termoeléctrico que convierta el calor en energía. Estos generadores flexibles podrían constituir también un medio para producir carbón verde. El trabajo se ha publicado ahora en la revista Natura Communications. El mismo equipo está ahora testando su potencial en aplicaciones a mayor escala.

De momento, sus experimentos han tenido como escenario tejidos de algodón que han transformado el calor en una energía capaz de encender un LED. Más adelante, esperan aplicarlos a bloques de fibras y tejidos, que también podrían producir y almacenar energía.

El sistema es simple. Si un lado de un material termoeléctrico está más caliente que el otro, produce energía. Hasta ahora no se habían realizado conjuntos de nanomateriales con capacidad significativa para generar energía: por ejemplo, los 14 milivatios que los investigadores japoneses han conseguido en sus fibras con anotubos de carbono.

Natsumi Komatsu, miembro del equipo, ha dicho: la potencia de la instalación depende de su temperatura y conductividad eléctrica. También, del coeficiente Seebeck, una medida de su capacidad para traducir las diferencias técmicas en electricidad. Uno de los atributos fundamentales del sistema es la elevada conductividad eléctrica de las fibras.

El origen de este poder también tiene que ver con la energía Fermi de los nanotubos, que determina su potencial electroquímico. El equipo investigador consiguió controlar esta energía Fermi dopando químicamente los nanotubos inmersos en las fibras para que sintonizasen con las propiedades electrónicas de las fibras.

Nanotubos
Los nanotubos usados en el experimento

Nanotubos de carbono desde hace 30 años

Aunque las fibras testadas medían solo unos centímetros, Komatsu ha añadido que nada impide usar nanotubos de otras dimensiones e incluso instalaciones continuas. La pieza que hemos probado primero era pequeña simplemente porque mi laboratorio no tenía capacidad para trabajar con 50 metros de fibra.

Las fibras con nanotubos de carbono se han estado usando desde hace más o menos 30 años, de forma creciente y cada vez con nuevas aplicaciones. En lugar de malgastar el carbón quemándolo para producir dióxido de carbono, lo podemos convertir en una materia prima útil que tenga beneficios medioambientales, como la generación y el trasnporte de electricidad. Esta tecnología tiene un potencial enorme y aplicaciones muy diversas. Para darles una utilidad real, a gran escala, sin embargo, hacen falta instalaciones mayores.

Los trabajos realizados hasta ahora han sido apoyados por el programa japonés de energía, la National Science Foundation, la Fundación Robert A Welch, la Sociedad Japonesa para el Progreso de la Ciencia, el ejército del aire de Estados Unidos y su Dpto. De Defensa.

+ Info: https://www.rice.edu/