Un grupo de investigadores ha desarrollado un material a base de cemento e hidrogel que logra soportar peso, y al mismo tiempo, la generación y almacenamiento de electricidad a partir del calor ambiental. Este desarrollo está inspirado en la anatomía de los tallos de las plantas, un hormigón bioinspirado que presenta una estructura multicapa que maximiza el transporte iónico, elevando su capacidad termoeléctrica.
Las capacidades del hormigón bioinspirado
La investigación es dirigida por el profesor Zhou Yang de la Universidad del Sureste, revela un diseño que alterna capas de cemento con hidrogel de alcohol polivinílico (PVA). Esta disposición mejora la movilidad de iones como OH⁻ y Ca²⁺, y facilita interacciones clave en las interfaces del material, lo cual potencia la generación eléctrica.
Este nuevo material alcanzó un coeficiente de Seebeck de −40,5 mV/K y una figura de mérito (ZT) de 6,6 × 10⁻². Dichas cifras superan ampliamente a los materiales termoeléctricos basados en cemento, multiplicando sus capacidades hasta diez veces más.
Según los investigadores, el éxito del rendimiento radica en el control selectivo de la movilidad iónica. Al permitir que los iones se desplacen con diferentes velocidades a través de la estructura porosa, el compuesto convierte gradientes térmicos en potencial eléctrico de forma mucho más eficiente que el cemento convencional.
Además de su capacidad generadora, este cemento inteligente actúa como sistema de almacenamiento energético, abriendo la puerta a su uso en aplicaciones estructurales autónomas, tales como edificios, carreteras y puentes, que podrían integrar esta tecnología para alimentar sensores, dispositivos IoT o sistemas de monitoreo, sin fuentes externas.
Durante la conferencia SynBioBeta, en una sesión enfocada en reducir las emisiones de carbono del sector del concreto, se discutieron los desafíos y soluciones emergentes como esta. El desarrollo de este cemento termoeléctrico apunta directamente a ese objetivo: ofrecer materiales sostenibles y funcionales que integren generación y gestión energética en la propia estructura urbana.
Los investigadores concluyen que su diseño multicapa, junto con la inmovilización selectiva de iones en las interfaces, podría convertirse en la base para futuros materiales inteligentes que alimenten la infraestructura de las ciudades del mañana.
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Fuente y foto: SynBioBeta
