El avance de la tecnología ha permitido que actividades cotidianas, como una carrera matutina, puedan convertirse en una fuente de energía renovable, gracias a un innovador desarrollo de nanogeneradores flexibles realizado en el Instituto de Tecnología Avanzada (ATI, por sus siglas en inglés) de la Universidad de Surrey.
Nanogeneradores flexibles: Una revolución en la recolección de energía para la sostenibilidad
Los investigadores del ATI han diseñado nanogeneradores flexibles con una densidad de potencia 140 veces mayor que la de los nanogeneradores convencionales. Esta mejora significativa en la eficiencia energética podría permitir que estos dispositivos rivalicen con la potencia generada por los paneles solares actuales, abriendo nuevas posibilidades para la recolección de energía en dispositivos de uso cotidiano.
Recolección de energía de movimiento mecánico
Estos nanogeneradores son capaces de convertir pequeñas cantidades de energía mecánica, como el movimiento, en cantidades significativas de energía eléctrica. Este proceso es comparable a cómo un amplificador aumenta el sonido en un sistema electrónico. Por ejemplo, si un nanogenerador tradicional produce 10 milivatios de potencia, esta nueva tecnología podría incrementar esa salida a más de 1.000 milivatios, haciéndola adecuada para la recolección de energía en aplicaciones cotidianas.
El principio de funcionamiento del nanogenerador del ATI es similar a una carrera de relevos, donde cada corredor (electrodo) no solo transmite la energía (carga), sino que la amplifica antes de pasársela al siguiente. Este efecto, denominado regeneración de carga, aumenta la energía total recolectada.
Innovación y escalabilidad
El Dr. Md Delowar Hussain, autor principal del estudio, destacó que el objetivo de los nanogeneradores es capturar y utilizar la energía de movimientos diarios, como correr, vibraciones mecánicas, olas del océano o incluso al abrir una puerta. La innovación clave en este nanogenerador es el ajuste preciso de la tecnología mediante 34 diminutos recolectores de energía utilizando una técnica láser que puede escalarse para su fabricación, mejorando aún más la eficiencia energética.
Lo emocionante de este desarrollo es que estos pequeños dispositivos, con una alta densidad de recolección de energía, podrían un día rivalizar con la potencia de los paneles solares. Esto permitiría alimentar desde sensores autónomos hasta sistemas inteligentes para el hogar, eliminando la necesidad de cambiar baterías.
Triboelectricidad: La ciencia detrás del nanogenerador
El dispositivo es un nanogenerador triboeléctrico (TENG, por sus siglas en inglés), un aparato que captura y convierte la energía de movimientos simples en electricidad. Los TENGs funcionan utilizando materiales que se cargan eléctricamente cuando entran en contacto y luego se separan, similar a cuando se frota un globo contra el cabello y éste se adhiere debido a la electricidad estática.
Aplicaciones en el sector salud y más allá
El Dr. Bhaskar Dudem, coautor del estudio, anunció que pronto se lanzará una empresa centrada en sensores de salud no invasivos y autoalimentados utilizando tecnología triboeléctrica. Este tipo de innovaciones no solo impulsarán nuevas actividades en el sector de la salud sostenible, sino que también mejorarán la sensibilidad y la escalabilidad industrial.
El profesor Ravi Silva, director del ATI y coautor del estudio, señaló la importancia de estas soluciones energéticas locales y sostenibles en un futuro donde se espera que más de 50 mil millones de dispositivos del Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés) necesiten energía para funcionar. La capacidad de recolectar energía de cualquier movimiento mecánico podría ofrecer una tecnología inalámbrica conveniente para alimentar pequeños dispositivos, y representa una oportunidad para que la comunidad científica e ingenieril encuentre soluciones innovadoras y sostenibles a los desafíos globales.
Futuro de los nanogeneradores en la sostenibilidad
La posibilidad de transformar cómo se concibe la energía es un aspecto emocionante de estos nanogeneradores. Se puede imaginar su uso en sistemas inteligentes autoalimentados basados en IoT, como operaciones inalámbricas autónomas, monitoreo de seguridad, y sistemas domésticos inteligentes, e incluso para apoyar a pacientes con demencia, un área en la cual la Universidad de Surrey tiene gran experiencia.
Este avance tecnológico no solo es un paso hacia la sostenibilidad, sino también una invitación a replantear la manera en que interactuamos con la energía en nuestras vidas diarias, utilizando la ciencia para crear un futuro más verde y eficiente.
Más información: www.sciencedirect.com
Deja una respuesta