Investigadores dirigidos por el profesor Zhou Yang de la Universidad del Sureste en China han diseñado un material pionero que combina cemento y un hidrogel de alcohol polivinílico (PVA), logrando que éste no solo sirva como material estructural sino también como generador y almacenador de electricidad. Esta innovación se inspira en la estructura en capas de los tallos de las plantas y representa un significativo avance frente a los tradicionales materiales termoeléctricos basados en cemento.
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El nuevo compuesto presenta un coeficiente de Seebeck de −40.5 mV/K, valor diez veces superior al de materiales previos similares. Además, el factor de mérito (ZT) alcanza 6.6 × 10⁻², multiplicando por seis el rendimiento respecto a lo reportado anteriormente en su categoría. Estos números reflejan una optimización sin precedentes en la capacidad de convertir diferencias de temperatura en energía eléctrica en este tipo de materiales.
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La base de este avance radica en el efecto termoeléctrico iónico del cemento. Si bien el cemento posee de forma natural la capacidad de generar electricidad mediante este efecto, su densa matriz dificultaba el movimiento rápido de iones, limitando el aprovechamiento energético. El innovador diseño multicapa ideado por el equipo alterna capas de cemento con hidrogel de PVA, permitiendo el paso eficiente de iones hidróxido (OH⁻) mediante el hidrogel, mientras que las interfaces entre los componentes se diseñaron para atraer intensamente a los iones de calcio (Ca²⁺) y solo débilmente a los iones OH⁻. Esta configuración favorece la transmisión iónica y amplifica el efecto termoeléctrico del material.
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Más allá de la generación de electricidad, este cemento-hidrogel es capaz de almacenar la energía producida. Esta característica posibilita que los edificios, puentes o carreteras construidos con este material puedan suministrar energía de manera continua a sensores u otros sistemas de comunicación inalámbrica integrados en la infraestructura.
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Los hallazgos de este desarrollo fueron publicados en Science Bulletin y posicionan a este material como una opción estratégica para la evolución de la infraestructura hacia la autosuficiencia y la integración de tecnologías inteligentes en entornos urbanos e industriales.