Investigadores del MIT han desarrollado un dispositivo capaz de generar energía eléctrica a partir de movimientos como simplemente caminar. Una estrategia que le permitiría los wearables el aprovechamiento de la energía de pequeños movimientos para proporcionar prácticamente una ilimitada fuente de alimentación.
Anteriormente ya se ha explorado este principio en otras investigaciones sin embargo ahora los científicos del MIT se enfocan con un nuevo método basado en principios electroquímicos, con el cual son capaces de cosechar energía a partir de una gama más amplia de los movimientos y actividades naturales.
La mayoría de dispositivos diseñados previamente para el aprovechamiento de pequeños movimientos se han basado en el efecto triboeléctrica (esencialmente la fricción, como frotar un globo contra un suéter de lana) o piezoeléctricos (cristales que producen un pequeño voltaje cuando se dobla o comprimido). Estos funcionan bien para fuentes de alta frecuencia del movimiento tales como los producidos por las vibraciones. Sin embargo, para los movimientos típicos de escala humana, como caminar o hacer ejercicio, estos sistemas tienen límites.
“Cuando se pone en un impulso a este tipo de materiales tradicionales responden muy bien en microsegundos. Pero esto no se corresponde con la escala de tiempo de la mayoría de las actividades humanas “, dice Ju Li, responsable del proyecto. “Además, estos dispositivos tienen alta impedancia eléctrica y rigidez a la flexión y puede ser bastante cara”.
Por el contrario, el nuevo sistema utiliza una tecnología similar a la de las baterías de iones de litio, por lo que probablemente podría ser producida económicamente en gran escala, dice Li. Además, estos dispositivos serían inherentemente flexibles, haciéndolos más compatible con la tecnología usable y menos propensos a romperse bajo tensión mecánica.
Mientras que los materiales piezoeléctricos se basan en un proceso puramente físico, el nuevo sistema es electroquímico, como una batería. Utiliza dos hojas delgadas de aleaciones de litio como electrodos, separadas por una capa de polímero poroso empapado con electrolito líquido que es eficiente en el transporte de iones de litio entre las placas de metal.
“Cuando se flexiono incluso una pequeña cantidad, el material compuesto en capas produce una diferencia de presión que aprieta los iones de litio a través del polímero como el proceso de ósmosis inversa que se utiliza en la desalación de agua”.
Además de aprovechar el movimiento diario de los dispositivos portátiles de potencia, el nuevo sistema también podría ser útil como un actuador con aplicaciones biomédicas, o usado para los sensores de tensión integrados en entornos tales como carreteras, puentes, teclados, u otras estructuras, sugieren los investigadores.
Sin duda un avance que proporcionaría un nuevo enfoque para la conversión de energía mecánica a través de una vía electroquímica, mediante un sencillo diseño de la estructura.
Referencia: MIT