Hace unos cuatro años investigadores del Laboratorio de Ingeniería Química de Michael Strano en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (EEUU) cubrieron un pequeño trozo de hilo hecho con nanotubos de carbono con TNT y encendieron uno de los extremos con un láser. Se encendió y ardió como un fusible, demostrando una nueva forma de generar electricidad que produce ingentes cantidades de energía.
En aquel momento nadie entendía cómo funcionaba y era tan ineficiente que era poco más que "una curiosidad de laboratorio", afirma Strano.
Ahora Strano ya sabe cuál es la física subyacente, lo que ha servido para que su equipo mejore las eficiencias muchísimo, multiplicándolas por 10.000, y para abrir un camino de mejoras continuas y rápidas. Algún día, los generadores que usen este fenómeno podrían servir para hacer electrónica portable que durase más, y coches eléctricos que sean igual de prácticos que los convencionales, tanto ampliando su autonomía como permitiendo una recarga rápida en minutos.
Las eficiencias de los dispositivos creados hasta ahora en el laboratorio siguen siendo bajas en comparación con generadores convencionales. El último dispositivo de Strano tiene una eficiencia de un poco más del 0,1%, mientras que los generadores convencionales tienen una eficiencia del 25% al 60%
Pero Strano afirma que podrían ser útiles en algunas aplicaciones nicho, en las que se necesita un repentino estallido de energía. Y defiende que mejoras futuras en la eficiencia servirán para ampliar las posibles aplicaciones.
Los nuevos generadores aprovechan un fenómeno que Strano denomina onda de termoenergía. La forma convencional de generar energía quemando combustible usa el calor generado para hacer que gases en expansión muevan una turbina o un pistón. En el sistema de Strano, según el combustible se va quemando a lo largo de los nanotubos, la onda de combustión empuja a los electrones por delante de ella, creando una corriente eléctrica. Es una forma mucho más directa y eficaz de generar electricidad, puesto que no hacen falta ni turbinas ni generadores convencionales.
Dado que el nanogenerador funciona con combustibles líquidos (que almacenan muchísima más energía que las baterías), cabe la esperanza de que puedan permitir a los coches eléctricos llegar mucho más lejos de lo que llegan en la actualidad.
Es un montaje similar al del motor de combustión inte a, en el que se alimenta una cámara de combustión con golpes de combustible en forma de aerosol para mover los pistones. Los circuitos de energía electrónica podrían obtener estos golpes de energía de varios generadores de nanotubos y controlarla, usándola para mover el motor eléctrico de un coche, por ejemplo. El depósito de combustible se podría rellenar como el de un coche convencional. Y como los nanotubos de carbono no se consumen en el proceso se pueden usar una y otra vez.
Hace poco Strano descubrió que si usaba láminas planas de nanomateriales en vez de nanotubos, por ejemplo grafeno con un espesor de un único átomo, mejoraba la eficiencia. Dar forma a las láminas para dirigir la energía de la onda de termoenergía también mejora el rendimiento.