La energía de vibración el secreto de la electrónica con alimentación propia

Un equipo de ingenieros de varias universidades ha desarrollado lo que podría ser una solución prometedora para cargar baterías de teléfonos inteligentes en cualquier lugar – sin la necesidad de un cable eléctrico.

Incorporado directamente en una vivienda móvil, el equipo nanogenerador  podría capturar y convertir la energía de vibración de una superficie, tal como el asiento del pasajero de un vehículo en movimiento, en energía para el teléfono.”Creemos que este desarrollo podría ser una nueva solución para la creación de la electrónica personal autocargable”, dijo Xudong Wang, profesor asistente de ciencia de los materiales e ingeniería en la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.).

Wang, el estudiante Yanchao Mao y colaboradores de la Universidad Sun Yat-sen en China, y la Universidad de Minnesota Duluth describieron su dispositivo, un nanogenerador piezoeléctrico mesoporoso, en  la revista Advanced Energy Materials.

El nanogenerador se elebora  de un material de polímero piezoeléctrico común llamado fluoruro de polivinilideno, o PVDF. Los materiales piezoeléctricos pueden generar electricidad a partir de una fuerza mecánica, a la inversa, también pueden generar una tensión mecánica a partir de un campo eléctrico aplicado.

En lugar de depender de una red o de un campo eléctrico, los investigadores incorporaron nanopartículas de óxido de zinc en una película delgada de PVDF para desencadenar la formación de la fase piezoeléctrica  que permite la captura de la energía de vibración. Luego, se graban las nanopartículas de la película, y los poros interconectados resultantes – llamados “mesoporos” debido a su tamaño – hacen que el material de otra manera rígido, se comporte como una esponja.

Ese material esponjoso que es clave para la captura de la energía de vibración. “Cuanto más blando sea el material, más sensible es a pequeñas vibraciones”, dice Wang.

El nanogenerador en sí incluye hojas de electrodos delgados en la parte delantera y trasera de la película de polímero mesoporoso, y los investigadores pueden adjuntar esta película suave, flexible a la perfección a las superficies planas, rugosas o con curvas, incluyendo la piel humana. En el caso de un teléfono móvil celular,  utiliza el propio peso del teléfono para mejorar su desplazamiento y amplificar su salida eléctrica

El nanogenerador podría convertirse en una parte integral de un dispositivo electrónico y automáticamente la energía capturada de las vibraciones ambientales serviría para alimentar el dispositivo directamente.

Wang dice que la sencillez del proceso de diseño y fabricación de su equipo se puede escalar bien a los ajustes de fabricación más grandes. “Podemos crear propiedades mecánicas sintonizables en la película”, dice. “Y también es importante el diseño del dispositivo. Porque nos podemos dar cuenta que con esta estructura, podría llegar a ser posible encender el teléfono o disponer de sistemas de sensores autoalimentados”.

Fuente:Universidad de Wisconsin-Madison