Desde que hace 130 años Thomas Edison patentara la primera bombilla incandescente de uso comercial, la humanidad ha estado desperdiciando energía sin miramientos para iluminarse. El sistema se basa en el aumento de temperatura de un filamento y la inmensa mayoría de su luz se emite en el infrarrojo, de modo que solo una pequeña porción nos da la luz visible. Por este motivo, Ognjen Ilic y su equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han ideado un sistema que permitiría recuperar esta radiación desperdiciada y reciclarla para obtener más energía.
La idea es rodear el objeto caliente con unas estructuras nanofotónicas especiales
El sistema, cuyos fundamentos se presentan en Nature Nanotechnology esta semana, consiste en rodear el objeto caliente con unas estructuras nanofotónicas especiales que permiten filtrar específicamente determinadas longitudes de onda. Si dejan pasar la luz visible y hacen rebotar la luz infrarroja el sistema aumenta aún más la temperatura y se puede obtener energía. "La clava estaba en diseñar una estructura fotónica que transmita luz visible y refleje la luz infrarroja desde un amplio rango de ángulos", explica Ilic. "Los filtros fotónicos convencionales normalmente funcionan para un solo ángulo de incidencia. El desafío para nosotros era extender las propiedades ópticas deseadas a todas las direcciones".
Además, para que el sistema trabajara en condiciones ópticas, los autores del estudio tuvieron que rediseñar los filamentos incandescentes desde la nada. "En una bombilla normal el filamento es una pieza de tungsteno larga y retorcida", asegura Peter Bermel, coautor del trabajo. "Aquí, el filamento es una placa de tungsteno plana tallada con láser: es completamente plana". De este modo se aumenta el área de incidencia y la eficiencia a la hora de reabsorber la luz reflejada por el filtro.
El prototipo diseñado por los investigadores del MIT, aseguran, se aproxima en eficiencia a algunas bombillas LED y ofrece un montón de espacio para la mejora. Una de las ventajas es que los materiales que utilizan son abundantes y baratos y la estrategia para reciclar la luz podría ser aplicable a las tecnologías termo-fotovoltaicas. "La luz irradiada de un objeto caliente puede ser bastante útil, tanto si proviene de un filamento incandescente como si proviene del Sol", concluye Ilic.
Referencia: Tailoring high-temperature radiation and the resurrection of the incandescent source (Nature Nanotechnology) DOI: 10.1038/NNANO.2015.309
