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LA INNOVACIÓN LLEGA A LAS BATERÍAS

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El fenómeno que provoca el choque que se produce cuando se sacuden los zapatos en el felpudo podría algún día ser utilizado para cargar los dispositivos electrónicos personales.

Los investigadores de Georgia Tech han creado un dispositivo que aprovecha la electricidad estática para convertirla en movimiento, por ejemplo el que produce un teléfono rebotando en el bolsillo, en energía suficiente como para cargar una batería de teléfono móvil. Esta es la primera demostración de que este tipo de materiales tienen energía suficiente para alimentar los dispositivos electrónicos personales.

El exceso de energía que se produce al caminar, bailar, o incluso respirar puede, en teoría, convertirse en poderosos implantes médicos y otros aparatos electrónicos. Sin embargo, el aprovechamiento de la energía en estos pequeños movimientos es un reto.

Zhong Lin Wang, profesor de ciencias de los materiales en Georgia Tech, ha estado trabajando en el problema durante varios años, centrándose principalmente en materiales piezoeléctricos que generan un voltaje eléctrico bajo tensión mecánica. Wang, entre otros científicos, han amplificado el efecto piezoeléctrico, haciendo materiales estructurados a escala nanométrica. Hasta ahora, sin embargo, los nanogeneradores piezoeléctricos no han tenido una fuerza de salida notable.

Ahora el grupo de Wang ha demostrado que un enfoque diferente puede ser más prometedor: la electricidad estática y la fricción. Este es el efecto que se produce cuando se pasa un peine de plástico en el pelo en un día seco, y se eriza. Los investigadores de Georgia Tech han demostrado que este fenómeno de carga estática, llamado efecto triboeléctrico, puede ser aprovechado para producir energía utilizando un tipo de plástico, el polietileno tereftalato, y un metal.

Cuando las delgadas películas de estos materiales entran en contacto los unos con los otros, se convierten en cargas. Y cuando las dos películas se flexionan, fluye entre ellos una corriente que pueden ser aprovechada para cargar una batería. Cuando las dos superficies se modelan con estructuras a nanoescala, su área de superficie es mucho mayor, y también lo es la fricción entre los materiales (por lo que también lo es la energía que se puede producir).

El nanogenerador Georgia Tech puede convertir entre el 10% y el 15% de los movimientos mecánicos en electricidad, y materiales más delgados deben ser capaces de convertir hasta un 40%, según dice Wang. Un cuadrado del tamaño de la uña nanomaterial del triboeléctrico puede producir ocho milivatios cuando se flexiona, la energía suficiente para hacer funcionar un marcapasos. Un parche, de cinco por cinco centímetros, puede iluminar 600 LEDs a la vez, o cargar una batería de iones de litio que luego puede alimentar un teléfono móvil comercial.

"La elección de materiales es amplia, y la fabricación del dispositivo es fácil", dice Wang. Cualquiera de alrededor de 50 plásticos comunes, metales, y otros materiales se pueden emparejar para hacer este tipo de dispositivo.

Está por ver si el nuevo nanogenerador puede trabajar fuera del laboratorio. "Es preciso demostrar que las vibraciones mecánicas pueden generar energía en la vida real", dice Jiangyu Li, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Washington en Seattle.

Para trabajar en el mundo real, un captador de energía tendrá que ser capaz de recoger las frecuencias vibratorias que proporcionan la mayor cantidad de energía. Un nanogenerador que sólo puede recoger vibraciones mecánicas de bajo consumo tardaría demasiado tiempo en cargar un teléfono móvil. Por ello, Wang dice que está en conversaciones con varias empresas sobre el desarrollo de la energía, y que imagina que un brazalete podría canalizar toda esta energía con mayor facilidad.

Pero si es viable o no, sólo el tiempo nos lo dirá.

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