Un equipo de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) presentó un nanodispositivo que transformó un fenómeno físico poco aprovechado —el efecto hidrovoltaico— en una fuente de electricidad continua a partir de agua salada en evaporación. El hallazgo, publicado en la revista Nature Communications, propone una alternativa silenciosa y descentralizada al modelo energético basado en grandes plantas y baterías de litio o cobalto.
De la curiosidad de laboratorio a un sistema funcional
El desarrollo provino del Laboratorio de Nanociencia para Tecnologías Energéticas (LNET) de la EPFL, dirigido por la investigadora Giulia Tagliabue, que trabajó junto al doctorando Tarique Anwar. En 2024, el grupo había presentado una plataforma experimental basada en una red hexagonal de nanopilares de silicio, pensada para estudiar el efecto hidrovoltaico, fenómeno que permite extraer electricidad cuando un fluido se desplaza sobre la superficie cargada de un dispositivo a escala nanométrica.
Aquella plataforma derivó ahora en un sistema completo, con una arquitectura desacoplada en tres capas: una destinada a la evaporación, otra al transporte de iones y una tercera a la recolección de carga eléctrica. Esa separación permitió a los científicos observar y ajustar cada etapa del proceso por separado, algo que los sistemas anteriores no lograban.
Calor y luz como aliados, no como obstáculos
La novedad conceptual del trabajo radica en el uso del calor y la radiación solar. Hasta ahora, la mayoría de las investigaciones asumía que el aporte de esos dos factores se limitaba a acelerar la evaporación. El equipo suizo demostró que también dirigen el movimiento de los iones en el agua salada y el flujo de electrones dentro del semiconductor de silicio.
“Los desequilibrios de calor y luz siempre van a afectar a un dispositivo hidrovoltaico, pero descubrimos cómo aprovecharlos a nuestro favor”, explicó Anwar al servicio de prensa de la EPFL. La capa fina de agua salada en evaporación produce, sobre la superficie del silicio, un desplazamiento de iones que separa cargas en la interfaz líquido-sólido. Esa separación genera un campo eléctrico capaz de empujar electrones por un circuito externo de manera continua.
Según los autores, el control activo de esos efectos permitió multiplicar por cinco la producción de energía respecto de sistemas hidrovoltaicos previos.
Un voltio, sin baterías y sin partes móviles
En cifras concretas, el dispositivo alcanzó una tensión de 1 voltio y una densidad de potencia de 0,25 vatios por metro cuadrado. Son valores modestos frente a un panel fotovoltaico convencional, aunque la ventaja está en otro plano: la generación es autónoma, estable, no requiere baterías ni electrónica compleja y carece de partes móviles.
Uno de los mayores desafíos técnicos pasó por la corrosión. El agua de mar es un medio agresivo para los componentes electrónicos y suele degradarlos en cuestión de horas. Para evitarlo, el equipo del LNET recubrió los nanopilares de silicio con una capa de óxido protector.
“En los dispositivos hidrovoltaicos, la mejora del rendimiento mediante calor y luz suele provocar la degradación del material con el tiempo, sobre todo en condiciones de agua salada”, precisó Tagliabue en la comunicación oficial de la EPFL. “En cambio, los nanopilares de nuestro dispositivo están recubiertos con una capa de óxido que asegura un rendimiento estable y los protege frente a reacciones químicas no deseadas”.
Aplicaciones reales: sensores, costas y agua potable
Los investigadores son cautelosos respecto del alcance de la tecnología. No proponen alimentar ciudades ni reemplazar a las redes eléctricas, sino ocupar un nicho creciente: el de los sensores autónomos, los dispositivos portátiles y la llamada Internet de las Cosas, donde una fuente pequeña pero constante de energía resulta más útil que una batería que debe reemplazarse periódicamente.
Entre los usos posibles se mencionan estaciones de monitoreo ambiental en zonas costeras, sensores agrícolas en sitios remotos y equipos de seguimiento de la calidad del agua o la erosión del litoral. El propio Anwar adelantó otra línea promisoria: la integración con sistemas de desalinización. La evaporación natural ya se utiliza para obtener agua dulce a partir de agua salada mediante condensación; el sistema hidrovoltaico podría producir, en simultáneo, agua potable y electricidad.
Una forma distinta de pensar la energía
El próximo paso del equipo del LNET consiste en afinar la geometría de los nanopilares y la concentración salina mediante simuladores solares y un control térmico más preciso, con el objetivo de ajustar el rendimiento en tiempo real. La investigación contó con el respaldo del Fondo Nacional Suizo para la Ciencia, que otorgó a Tagliabue un Starting Grant para explorar nuevas vías de recuperación de calor residual.
La propuesta suiza no resuelve, por sí sola, la transición energética global. Sí ofrece, en cambio, una pista concreta sobre un modelo distinto: pequeño, distribuido, silencioso y adaptado a cada entorno. Una manera de aprovechar lo que ya existe —el océano, el sol y el calor— sin agotar los suelos en busca de minerales escasos.
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