Muchas formas de energía te rodean:la luz del sol, el calor de tu habitación e incluso tus propios movimientos. Toda esa energía, que normalmente se desperdicia, puede potencialmente ayudar a alimentar sus dispositivos portátiles y portátiles, desde sensores biométricos hasta relojes inteligentes. Ahora, Investigadores de la Universidad de Oulu en Finlandia han descubierto que un mineral con estructura cristalina de perovskita tiene las propiedades adecuadas para extraer energía de múltiples fuentes al mismo tiempo.

Las perovskitas son una familia de minerales, muchos de los cuales han demostrado ser prometedores para cosechar uno o dos tipos de energía a la vez, pero no simultáneamente. Un miembro de la familia puede ser bueno para las células solares, con las propiedades adecuadas para convertir eficientemente la energía solar en electricidad. Mientras tanto, otro es experto en aprovechar la energía de los cambios de temperatura y presión, que puede surgir del movimiento, haciéndolos así llamados materiales piroeléctricos y piezoeléctricos, respectivamente.

Algunas veces, sin embargo, un solo tipo de energía no es suficiente. Una determinada forma de energía no siempre está disponible; tal vez esté nublado o esté en una reunión y no pueda levantarse para moverse. Otros investigadores han desarrollado dispositivos que pueden aprovechar múltiples formas de energía, pero requieren múltiples materiales, agregando volumen a lo que se supone que es un dispositivo pequeño y portátil.

Esta semana en Letras de física aplicada Yang Bai y sus colegas de la Universidad de Oulu explican su investigación sobre un tipo específico de perovskita llamado KBNNO, que puede aprovechar muchas formas de energía. Como todas las perovskitas, KBNNO es un material ferroeléctrico, lleno de diminutos dipolos eléctricos análogos a las diminutas agujas de una brújula en un imán.

Cuando los materiales ferroeléctricos como KBNNO sufren cambios de temperatura, sus dipolos se desalinean, que induce una corriente eléctrica. La carga eléctrica también se acumula según la dirección en la que apunten los dipolos. La deformación del material hace que ciertas regiones atraigan o repelan cargas, de nuevo generando una corriente.

Investigadores anteriores han estudiado las propiedades fotovoltaicas y ferroeléctricas generales de KBNNO, pero lo hicieron a temperaturas de un par de cientos de grados bajo cero, y no se centraron en las propiedades relacionadas con la temperatura o la presión. El nuevo estudio representa la primera vez que alguien ha evaluado todas estas propiedades a la vez por encima de la temperatura ambiente. Dijo Bai.

Los experimentos mostraron que, si bien KBNNO es razonablemente bueno para generar electricidad a partir del calor y la presión, no es tan bueno como otras perovskitas. Quizás el hallazgo más prometedor, sin embargo, es que los investigadores pueden modificar la composición de KBNNO para mejorar sus propiedades piroeléctricas y piezoeléctricas. "Es posible que todas estas propiedades se puedan ajustar a un punto máximo, "dijo Bai, OMS, con sus compañeros, ya está explorando un material tan mejorado mediante la preparación de KBNNO con sodio.

Dentro del próximo año, Bai dijo, espera construir un prototipo de dispositivo de recolección de energía múltiple. El proceso de fabricación es sencillo, por lo que la comercialización podría llegar en unos pocos años una vez que los investigadores identifiquen el mejor material.

"Esto impulsará el desarrollo de la Internet de las cosas y las ciudades inteligentes, donde los sensores y dispositivos que consumen energía pueden ser energéticamente sostenibles, " él dijo.

Este tipo de material probablemente complementaría las baterías de sus dispositivos, mejorando la eficiencia energética y reduciendo la frecuencia con la que necesita recargar. Un día, Bai dijo, La recolección de energía múltiple puede significar que ya no tendrá que enchufar sus dispositivos. Las baterías para dispositivos pequeños pueden incluso volverse obsoletas.