Un equipo científico encabezado por el profesor Zhou Yang en la Universidad del Sureste (China) ha concebido un novedoso tipo de cemento enriquecido con hidrogel, capaz de generar y almacenar energía eléctrica a partir del calor.
Este descubrimiento, publicado recientemente en Science Bulletin, redefine los límites de los materiales termoeléctricos basados en cemento, proporcionando una solución sin precedentes para las infraestructuras de las ciudades inteligentes.
La clave de esta innovación radica en la biomimética, es decir, en replicar la estructura interna de los tallos vegetales, que poseen capas organizadas que optimizan la circulación de fluidos y nutrientes. Aplicando este principio, los científicos lograron incrementar la movilidad iónica, resolviendo una de las limitaciones más críticas del cemento convencional.
Alta eficiencia termoeléctrica y almacenamiento integrado
El material desarrollado alcanza un coeficiente Seebeck de −40,5 mV/K y un factor de mérito (ZT) de 6,6×10⁻², valores que representan una mejora sustancial respecto a materiales similares. En términos prácticos, esto significa una mayor eficiencia en la conversión del calor en electricidad, algo esencial para aplicaciones en infraestructuras urbanas.
Además de generar energía, este cemento termoeléctrico también funciona como sistema de almacenamiento energético, lo que posibilita su uso en carreteras, puentes y edificios inteligentes. Estas estructuras podrían alimentar sensores, sistemas de monitoreo y redes inalámbricas sin necesidad de fuentes de energía externas.
El diseño multicapa maximiza la migración de iones hidroxilo (OH⁻) a través del hidrogel, mientras que los iones calcio (Ca²⁺) interactúan con el cemento, generando un efecto termoeléctrico potenciado. Esta configuración, además, refuerza la resistencia mecánica del material, garantizando su viabilidad en construcciones reales.
Un paso hacia la sostenibilidad en la construcción
Este desarrollo tiene un enorme potencial para la sostenibilidad global, ya que:
- Aprovecha el calor ambiente o residual para generar energía, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles.
- Convierte infraestructuras pasivas en fuentes de energía activas, crucial en zonas urbanas con alta densidad poblacional.
- Minimiza el uso de baterías desechables, al proporcionar alimentación directa para sensores y dispositivos integrados.
- Fomenta una economía circular, haciendo que los materiales de construcción no solo cumplan su función estructural, sino que también generen y gestionen energía.
- Disminuye el impacto ambiental del cemento, que es uno de los materiales más contaminantes del planeta, al dotarlo de una segunda utilidad ecológica.
Esta tecnología representa un avance clave hacia ciudades más resilientes, eficientes y autónomas, alineándose con los objetivos de sostenibilidad y transición energética global.
