En un avance revolucionario hacia la sostenibilidad energética, un equipo internacional de investigación liderado por Mario Culebras, profesor del Departamento de Química Física de la Universitat de Valencia e investigador en el Instituto de Ciencias de los Materiales (ICMUV), ubicado en el Parc Cienífic de la Universitat de València (PCUV); y Maurice Collins, profesor de la Universidad de Limerick, han anunciado el desarrollo de materiales termoeléctricos iónicos altamente eficientes utilizando innovadores hidrogeles derivados de lignina. El objetivo del proyecto es generar energía de forma más sostenible
El estudio, cuyos resultados han sido publicados recientemente en la revista de alto prestigio Advanced Composites and Hybrid Materials (IF=20), presenta una solución pionera para convertir el calor residual de bajo grado en electricidad, abordando así los desafíos del cambio climático y avanzando hacia un desarrollo más sostenible. La clave del éxito radica en la utilización de lignina, un subproducto abundante de la industria papelera, para crear hidrogeles con propiedades termoeléctricas. Estos hidrogeles se revelan como materiales sorprendentemente eficaces para la termoelectricidad iónica, abriendo nuevas posibilidades en el campo de la generación de energía.
"Estos valores superan a la mayoría de los materiales de última generación, estableciendo este hidrogel derivado de lignina como uno de los materiales termoeléctricos iónicos más eficientes conocidos hasta la fecha", Mario Culebras, investigador del ICMUV
El equipo evaluó diversas composiciones para entender cómo variaciones en las concentraciones de lignina, tipos de electrolitos, concentraciones de agentes entrecruzantes y electrolitos afectan el rendimiento termoeléctrico iónico de los hidrogeles. El hidrogel optimizado, impregnado con un electrolito de KOH 6 M, demostró una asombrosa conductividad iónica de 226.5 mS/cm y un coeficiente Seebeck superior de 13 mV/K, lo que culmina en un factor de potencia excepcional de 3831 µW/m·K2, generando una destacada figura de mérito iónica (ZTi) de 3.75. “Estos valores superan a la mayoría de los materiales de última generación, estableciendo este hidrogel derivado de lignina como uno de los materiales termoeléctricos iónicos más eficientes conocidos hasta la fecha”, explica Mario Culebras. El profesor de la Universitat de València añade que “este emocionante avance marca un hito en la búsqueda de soluciones sostenibles para la generación de energía y destaca la capacidad de la ciencia para transformar subproductos en fuentes valiosas de innovación”.
En el equipo de investigación han participado Nicolás Menéndez, Ángela Quero Montés, Mohammad Ali Nasiri, Andrés Cantarero y Clara Gómez por parte de la Universitat de València; Jorge García-Cañadas por parte de la Universitat Jaume I de Castelló; y Muhammad Muddasar por parte de la Universidad de Limerick que firma como autor principal del artículo.
El trabajo ha sido posible gracias a la financiación obtenida por ambos grupos de investigación en los proyectos CONVERSUS (PID2021-124845OA-I00) financiado por MCIN/AEI/ 10.13039/501100011033 y la “European Union NextGenerationEU/PRTR” y el proyecto NXTGENWOOD (2019PROG704) financiado por DAFM.
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