Científicos desarrollan formas de “ser tu propia batería” mediante wearable

Fotografía: Ishara Dharmasena, científico principal a cargo del proyecto y estudiante de doctorado en la Universidad de Surrey.

La Universidad de Surrey está desarrollando una tecnología revolucionaria que permitirá a las personas actuar como su propia “fuente de energía” usando vestuario y calzado “inteligentes” que obtienen y almacenan electricidad.

Las fuentes de energía vestibles son Nanogeneradores Triboeléctricos (TENGs), dispositivos de recolección de energía que convierten los movimientos de materiales que producen carga estática en electricidad utilizable.

Cuando alguien lleva un TENG mientras camina o corre, recoge la energía mecánica del movimiento y la convierte en electricidad, misma que puede ser almacenada en baterías o supercondensadores, y utilizarla para cargar teléfonos móviles o dar energía a dispositivos como bandas de fitness.

Los TENG también podrían ser útiles en los países en desarrollo, especialmente en lugares remotos donde no llega la red eléctrica principal, para alimentar equipos como radios, dispositivos de comunicación inalámbrica y equipos médicos. Posteriormente, los TENG también podrían satisfacer las necesidades energéticas de los hogares utilizando redes TENG a gran escala.

El grupo de investigadores de la Universidad de Surrey ha introducido un nuevo modelo del concepto original TENG, que fue originalmente inventado por el catedrático Zhong Lin Wang, adscrito a Georgia Tech. El nuevo modelo elaborado por los investigadores ha mejorado los sensores y los dispositivos de generación de energía, que pueden ser convertidos en aplicaciones vestibles, por ejemplo al ser cosidos en una camiseta como un parche, o fijado dentro de un par de zapatos.

Los TENG también podrían utilizarse en sensores piezoeléctricos en el pavimento, con el fin de activar el alumbrado público con la energía generada por los pasos de los peatones, o colocados dentro de los neumáticos de un coche para cargar la batería del vehículo.

El estudiante de doctorado en la Universidad de Surrey, Ishara Dharmasena, científico principal a cargo del proyecto, dijo: “Los TENG proporcionan al usuario un sistema autoalimentado, que les permite generar su propia energía para sus necesidades energéticas, sólo con movimientos cotidianos, de una manera costo efectiva. Estamos muy complacidos de que nuestra investigación haya creado una plataforma para el desarrollo de TENGs altamente eficientes”.

El catedrático Ravi Silva, director de la ATI y el principal supervisor de este proyecto, dijo: “Los TENG vestibles pueden ser fabricados con telas naturales, como el algodón o la lana, por lo que la idea es favorable en cuanto a emisiones de carbono y por tratarse de una tecnología ‘renovable’, a la vez que pueden ser utilizados durante años. “Estamos abocados a la creación de sistemas que hagan posible generar energía, que cuenten con la ventaja de ser portátiles, autónomos y auto alimentados”.

Se espera que esta investigación beneficie a personas de todo el mundo en las áreas de artículos electrónicos portátiles y vestibles, información y comunicación, aplicaciones médicas y sectores industriales.

El grupo de científicos proyecta que en los TENG estén disponibles para consumidores en los próximos años. En un futuro próximo, deberían poder utilizarse para aprovechar la energía eólica y undimotriz para ayudar a suministrar energía a la red eléctrica de los países, para uso industrial y doméstico.

Diario TI pidió al Sr. Dharmasena compartir sus puntos de vista sobre cómo y cuándo será posible implementar redes de TENG a gran escala, en particular en países en desarrollo. “Aparte de dispositivos vestibles, las aplicaciones TENG han sido demostradas en la recolección de muchas otras formas de movimiento. Por ejemplo, se ha demostrado que pueden ser utilizadas para obtener energía undimotriz, energía eólica, e incluso aquella proveniente de las vibraciones de maquinarias mediante la combinación de TENG de pequeña escala en una red. Otro ejemplo surge al conectar estos dispositivos en un panel, que al ser colocado en un tramo de la vía pública, pueden obtener energía mientras los transeúntes se desplazan por su trayectoria. Estas tecnologías pueden ser muy útiles para llevar energía a regiones remotas de los países en desarrollo. Nuestra estimación aproximada es que este tipo de dispositivos probablemente pueda implementarse dentro de los próximos 5 años”.

Diario TI: ¿Podría explicarnos el efecto triboeléctrico?

“Efecto triboeléctrico es un fenómeno comúnmente conocido, que tiene lugar cuando dos superficies de material se ponen en contacto o se frotan unos contra otros. Durante dichos contactos, éstas superficies intercambian electrones e iones, cargando una superficie positivamente, y la otra superficie negativamente. Típicamente, cuando usamos materiales dieléctricos como superficies de contacto, estas cargas separadas pueden ser mantenidas por períodos más prolongados. El volumen de cargas que se pueden separar depende de la posición del material en la serie triboeléctrica, así como del área de contacto. Cuando las capas de TENG cargadas se mueven entre sí, el TENG puede producir fácilmente una corriente eléctrica. El principio que explica la forma en que estos dispositivos trabajan fue descrito recientemente por nuestro grupo en un documento publicado en este enlace“.

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