El principio del pajarito bebedor puede servir para generar electricidad con agua

Un generador de electricidad inspirado en el juguete del pájarito bebedor (drinking bird) alimenta dispositivos electrónicos con agua evaporada

Inspirándose en el clásico juguete del pájaro bebedor, científicos de Hong Kong y Guangzhou (China) han desarrollado un motor que convierte eficazmente la energía de la evaporación del agua en electricidad para alimentar pequeños aparatos electrónicos. El dispositivo produce potencias energéticas superiores a 100 voltios -mucho más altas que otras técnicas que generan electricidad a partir del agua- y puede funcionar durante varios días utilizando sólo 100 mililitros de agua como combustible, según un estudio publicado el 14 de marzo en la revista Device.

«El generador hidrovoltaico triboeléctrico para aves bebedoras ofrece un medio único para alimentar pequeños aparatos electrónicos en condiciones ambientales, utilizando el agua como fuente de combustible fácilmente disponible», afirma Hao Wu, profesor de la Universidad Tecnológica del Sur de China y primer autor del estudio. «Todavía me siento sorprendido y emocionado al ver los resultados reales».

Cómo funciona el juguete del pájaro bebedor

El juguete del pájaro bebedor, también llamado «dippy bird», es un elemento fijo de las aulas de ciencias desde hace décadas. El juguete consta de dos bombillas de cristal conectadas por un tubo de cristal con un líquido muy volátil, cloruro de metileno, almacenado en su interior. El depósito superior, que incluye el pico del pájaro y un sombrero de copa decorativo, está recubierta de un material similar al fieltro, y el cuerpo del pájaro está suspendido sobre dos patas de plástico. Al sumergir la cabeza del pájaro en un vaso de agua, el agua empieza a evaporarse. Esto provoca una diferencia de presión que hace que el líquido del bulbo inferior suba por el tubo hasta llenar la cabeza, lo que hace que el ave se sumerja en el agua para «beber» antes de que el proceso vuelva a empezar.

Cuando Wu trabajaba en el grupo del profesor Zuankai Wang en la Universidad Politécnica de Hong Kong y se preguntaba cómo aumentar el voltaje de salida de un generador de energía por evaporación, se acordó del pájaro bebedor de juguete y le asaltó la idea de que podía servir para algo más que para demostrar un concepto físico.

«Empecé a plantearme si podríamos convertir primero la energía de evaporación en energía mecánica y luego traducirla en electricidad», explica Wu. «Fue entonces cuando se me ocurrió la idea de utilizar el juguete del pájaro bebedor». Con esta inspiración nació el concepto del generador hidrovoltaico triboeléctrico de pájaros bebedores».

Para construir el generador, Wu y sus colegas colocaron dos módulos nanogeneradores triboeléctricos -que recogen energía mecánica- a ambos lados de un motor de pájaro bebedor que reconstruyeron a partir de un juguete comercial de pájaro bebedor. Los investigadores probaron el prototipo con diversos dispositivos electrónicos pequeños y lo utilizaron para alimentar 20 pantallas de cristal líquido (LCD), sensores de temperatura y calculadoras.

Superar la fricción que ralentizaba el generador fue uno de los principales retos del estudio, explica Wu. Los investigadores colocaron fibras estampadas como materiales de transferencia de carga en los módulos del nanogenerador triboeléctrico, una estrategia que ayudó a reducir la fricción y permitió que el dispositivo funcionara con más suavidad.

En la siguiente fase de su investigación, el equipo planea diseñar un nuevo bebedero en lugar de utilizar un juguete comercial, con el objetivo de convertir la evaporación del agua en energía eléctrica de forma más eficiente.

«Además, exploraremos diversas posibilidades de aplicación de este dispositivo con el objetivo último de conseguir un producto práctico que pueda utilizarse en nuestra vida cotidiana», afirma Zuankai Wang, autor correspondiente de este estudio y profesor de la cátedra de la Universidad Politécnica de Hong Kong.

REFERENCIA

Drinking bird-enabled triboelectric hydrovoltaic generator