CIC energiGUNEko energia elektrokimikoaren biltegiratzean eta bihurketan eta energia termikoaren biltegiratzean eta bihurketan erreferentea den euskal ikerketa-zentroa, aktore nabarmena izan da ura eta silizioa bakarrik erabiliz energia mekanikoa elektrizitate bihurtzeko prozesuaren aurkikuntza berrian. Europako ikerketa-talde batek ezagutarazi du, Elsevierren Nano Energy aldizkari ospetsuan argitaratutako artikulu batean. Ikerketa-talde horretan Sinkrotroi Elektronikoko Alemaniako Zentroko (DESY), Hanburgoko Unibertsitate Teknologikoko (TUHH), Ferrarako Unibertsitateko (Italia), Silesiako Unibertsitateko (Polonia) eta Rigako Unibertsitate Teknikoko (Letonia) zientzialariek hartzen dute parte.
“Silizio nanoporosoa urarekin konbinatzeak material exotikoetara jo gabe energia-iturri eraginkor eta erreproduzigarrira iristeko aukera ematen du, erdieroalerik ugariena den silizioa eta ura bezalako ohiko baliabideak bakarrik erabiliz”, nabarmendu du Luis Bartolome CIC energiGUNEko ikertzaile eta argitalpen honen lehen egileak.
Aurkikuntza honen jatorria CIC energiGUNEk koordinatzen duen ELECTRO-INTRUSION proiektu europarraren barruan garatutako lanean dago. Proiektu horren helburua ingurumeneko beroa eta hainbat sistemak sortutako bibrazioak berreskuratzea da, hala nola autoen motelgailuek, adibidez, elektrizitate erabilgarri bihurtzeko.
“2021ean abian jarri zenetik ELECTRO-INTRUSIONen egindako lanari esker, hain sinplea eta aldi berean indartsua den lorpen horretara heldu ahal izan da, nanotriboelektrizitatearen inguruan zeuden ezagutzazko hutsune batzuei argia emanez”, ziurtatu du Yaroslav Grosuk, proiektuaren buru eta CIC energiGUNEko Fenomeno Interfazialen, Koloideen eta Medio Porotsuen taldeko arduradunak.
Nano Energy aldizkarian argitaratutako artikuluan aurkeztutako teknologiak Intrusion-Extrusion Triboelectric Nanogenerator (IE-TENG) du izena, eta presioa erabiltzen du poro nanometrikoen bidez uraren sarrera eta irteera behin eta berriro behartzeko. Prozesu horretan, karga sortzen da solidoaren eta likidoaren arteko interfazean.
Ikerketan deskribatutako elektrifikazio-mekanismoa silizio nanoporoso hidrofobikoko materialen barruan intrusio–estrusio triboelektrikoa izeneko prozesuan oinarritzen da. Termino sinpleetan, ura bezalako likido bat presiopeko materialaren poro ñimiñoetan sartzera behartzen denean (intrusioa), karga elektrikoaren transferentzia gertatzen da gainazal solidoaren eta likidoaren artean. Presioa askatzean, likidoa atera egiten da (estrusioa) eta, horrela, korronte elektrikoa sortzen da. Fenomeno hori gertatzen da silizio hidrofobikoaren barneko gainazalek akatsak dituztelako, eta horietan, likidoarekin kontaktuan dauden bitartean elektroiak metatzen eta askatzen direlako.
Teknologia horrek bidea errazten die sentsore autonomoko eta mantentze-lanik gabeko sistemei, hala nola uraren detekzioan, jantzi adimendunetan kirol eta osasun arloko monitorizazioan, edo robotika haptikoan. Horietan guztietan ukimenak edo mugimenduak seinale elektrikoa sortzen dute zuzenean. «Urak bultzatutako materialek teknologia autosostengarrien belaunaldi berriaren hasiera markatzen dute», ziurtatu du Yaroslav Grosuk.
Egindako probetan, energia bihurtzeko efizientzia % 9ra iritsi zen, eta ehuneko hori solido eta likido nanogeneratzaileentzat inoiz erregistratutako altuenen artean dago. Proba honen arrakastan funtsezkoa izan da, halaber, materialen diseinua, ezaugarri hirukoitza duten siliziozko egiturak garatu baitira: konduktiboak, nanoporosoak eta hidrofobikoak. Horrela, uraren sarrera eta irteera kontrolatzea lortzen da, eta prozesuari egonkor eusten zaio une oro.
