Figura 1. a) Sistema de autocarga conceptual impulsado por NIR que incluye un módulo PV CQD flexible y una LIB estructurada interdigitalmente. b) Imágenes fotográficas de una pulsera sanitaria portátil convencional y un dispositivo portátil integrado en el sistema de carga automática. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
A medida que surgen los dispositivos portátiles, Existen numerosos estudios sobre sistemas de carga inalámbrica. Aquí, un equipo de investigación de KAIST ha desarrollado un plataforma de autocarga inalámbrica para dispositivos electrónicos portátiles de bajo consumo mediante la conversión de la irradiación de la banda del infrarrojo cercano (NIR) en energía eléctrica. Esta novedosa tecnología se puede aplicar a flexibles, sistemas de carga portátiles sin necesidad de accesorios.
Los puntos cuánticos coloidales (CQD) son materiales prometedores para la fabricación de semiconductores; en particular, Los CQD basados en PbS tienen una fácil sintonización óptica desde la región de longitud de onda visible a la infrarroja. Por eso, se pueden aplicar a varios dispositivos, como la iluminación, energía fotovoltaica (PV), y fotodetectores.
La investigación continua sobre dispositivos optoelectrónicos basados en CQD ha aumentado su eficiencia de conversión de energía (PCE) al 12 por ciento; sin embargo, aún no se han encontrado los campos aplicables para ellos. Mientras tanto, Los dispositivos electrónicos portátiles comúnmente enfrentan el problema de los sistemas de carga inconvenientes porque los usuarios tienen que cargar constantemente baterías conectadas a una fuente de energía.
Un equipo conjunto dirigido por el profesor Jung-Yong Lee de la Graduate School of Energy, Medio ambiente, Water and Sustainability y Jang Wok Choi de la Universidad Nacional de Seúl decidieron aplicar PV CQD, que tienen una alta eficiencia cuántica en la banda NIR para los sistemas de autocarga en dispositivos portátiles.
Emplearon una estrategia de conversión de energía NIR estable y eficiente. El sistema estaba compuesto por un módulo fotovoltaico basado en PbS CQD, una batería de iones de litio interdigitada flexible, y varios tipos de películas transparentes NIR.
Figura 2. Ilustración de la estructura de CQD PV y el rendimiento de la plataforma de autocarga inalámbrica. Crédito:Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST)
El equipo retiró la batería existente de la pulsera de salud portátil ya comercializada y la reemplazó con el sistema de autocarga propuesto. Confirmaron que el sistema se puede aplicar a un dispositivo portátil de bajo consumo a través de la banda NIR.
Ha habido numerosas plataformas que utilizan irradiación solar, pero la plataforma recientemente desarrollada tiene más ventajas porque permite que los dispositivos convencionales sean mucho más cómodos de usar y se carguen fácilmente en la vida cotidiana utilizando varias fuentes de irradiación para una carga constante.
Con este aspecto, la plataforma propuesta facilita diseños más flexibles, que son el componente importante para la comercialización real. También asegura una mayor fotoestabilidad y eficiencia que las estructuras existentes.
El profesor Lee dijo:"Al utilizar la banda NIR, propusimos un nuevo enfoque para resolver los problemas del sistema de carga de los dispositivos portátiles. Creo que esta plataforma será una plataforma novedosa para la conversión de energía y que su aplicación se puede extender aún más a varios campos, incluidos los móviles, IoT, y drones ".
