El calor es una fuente de energía (en las máquinas y motores térmicos) y estamos rodeados de fuentes de calor por doquier
(por ejemplo, nuestro propio cuerpo).
¿Podríamos obtener “energía gratis” de un foco de calor?
Las leyes de la termodinámica indican que es posible obtener energía útil si además del foco caliente tenemos un foco frío, pero lo de
“gratis” es otra cosa.
Muchos científicos “locos” (cranks en inglés) están tratando de esquivar estas leyes, pero la opinión generalizada es que es imposible
(aquí sirve el famoso dicho, nada es gratis).
Me ha sorprendido leer un par de artículos con nuevas ideas al respecto. Permítanme unos comentarios.
Parthiban Santhanam (MIT, EE.UU.) y sus colegas han publicado en la prestigiosa Physical Review Letters un nuevo diodo emisor de luz (LED)
que emite más energía luminosa de la energía eléctrica que consume;
los autores afirman que su eficiencia es del 200% (sí, has leído bien, 200%).
El dispositivo actúa como una bomba de calor óptica que transforma las vibraciones térmicas de la red cristalina del material en fotones infrarrojos, enfriando el entorno en el proceso.
Este tipo de dispositivo fue predicho por el checo J. Tauc en 1957 y no viola las leyes de la termodinámica (aunque parezca lo contrario).
Un dispositivo con un rendimiento experimental del 200% salido de un laboratorio del MIT da que pensar, aunque no cuestione la segunda ley de la termodinámica, según el propio Santhanam.
Más información en “LED converts heat into light,” IOP physicsworld.com, Mar 8, 2012, y el artículo técnico es Parthiban Santhanam, Dodd Joseph Gray, Jr., and Rajeev J. Ram, “Thermoelectrically Pumped Light-Emitting Diodes Operating above Unity Efficiency,” Phys. Rev. Lett. 108, 097403 (2012).
Zihan Xu (Universidad Politécnica de Hong Kong) y sus colegas han enviado
a publicación una batería que funciona sin interrupción a partir del calor ambiental, basada en una lámina de grafeno entre dos contactos metálicos (oro y plata) en una disolución de cloruro de cobre.
Los autores afirman que el secreto es que los electrones en el grafeno se mueven mucho más rápido que los iones en la disolución.
Según los autores no hay conversión de energía química en electricidad como en las baterías convencionales, sino que el dispositivo aprovecha la energía térmica del entorno.
El problema es que la termodinámica exige un foco frío y el artículo no explica cuál es. Aún así, estos investigadores afirman que la batería ha estado
20 días funcionando sin parar. Me he enterado gracias a la traducción “¿Batería térmica de grafeno?,” NeoTeo, 21 de Marzo de 2012, del artículo “Graphene in new ‘battery’ breakthrough?,” IOP physicsworld.com,
Mar 8, 2012.
or el formato del preprint tiene toda la pinta de que lo han enviado a la revista Nature o Nature Physics, ya veremos qué pasa con la revisión, que será dura
y complicada para los autores; los interesados en el artículo técnico disfrutarán con Zihan Xu, Guoan Tai, Yungang Zhou, Fei Gao, Kin Hung Wong, “Self-Charged Graphene Battery Harvests Electricity from Thermal Energy of the Environment,” ArXiv: 1203.0161.
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