Científicos del Instituto James Hutton y la Universidad de Aberdeen han realizado un estudio sobre el efecto hidrovoltaico (HV), que busca aprovechar la energía generada por la evaporación. Desde 2017, se trabaja en la recolección de electricidad mediante el HV, que captura la energía cuando un fluido pasa sobre la superficie cargada de un dispositivo a nanoescala. Aunque existen dispositivos HV, se carece de comprensión funcional sobre las condiciones y fenómenos físicos que gobiernan la producción de energía de alta tensión a nanoescala.

Los investigadores, liderados por Giulia Tagliabue y Tarique Anwar del Laboratorio de Nanociencia para Tecnología Energética (LNET), utilizaron una combinación de experimentos y modelos multifísicos para caracterizar flujos de fluidos, flujos de iones y efectos electrostáticos en dispositivos de nanoescala. Descubrieron que los dispositivos HV pueden operar en un amplio rango de salinidades, contradiciendo el conocimiento previo que sugería la necesidad de agua altamente purificada para un rendimiento óptimo.

El dispositivo creado emplea litografía coloidal de nanoesferas para formar una red hexagonal de nanopilares de silicio, permitiendo ajustar con precisión los espacios entre los nanopilares para comprender mejor los efectos del confinamiento de fluidos y el área de contacto sólido/líquido. Este estudio, publicado en Device, representa la primera aplicación hidrovoltaica de esta técnica y destaca la importancia de varias interacciones interfaciales.

El equilibrio químico de la carga superficial del nanodispositivo permite ampliar el funcionamiento de los dispositivos HV en toda la escala de salinidad, lo que significa que podrían utilizarse con agua del grifo o de mar. El equipo espera explorar aplicaciones en la recuperación de calor residual, generación de energía renovable a gran y pequeña escala, y en dispositivos conectados, como sensores para televisores inteligentes y dispositivos portátiles de salud y fitness. Además, ven sinergias entre los sistemas HV y la generación de agua limpia, ya que la evaporación natural puede utilizarse para impulsar procesos de desalinización.