Un gran avance en la tecnología de almacenamiento de energía podría dar vida a una nueva generación de dispositivos electrónicos flexibles, incluidas las prótesis de energía solar para amputados.

En un nuevo artículo publicado hoy en la revista Ciencia avanzada , un equipo de ingenieros de la Universidad de Glasgow discute cómo han utilizado capas de grafeno y poliuretano para crear un supercondensador flexible que puede generar energía del sol y almacenar el exceso de energía para su uso posterior.

Demuestran la eficacia de su nuevo material al alimentar una serie de dispositivos, que incluye una serie de 84 LED que consumen mucha energía y los motores de alto par en una mano protésica, permitiéndole agarrar una serie de objetos.

La investigación sobre la piel electrónica y los wearables autónomos de la energía es el último desarrollo del grupo de investigación de Tecnologías de Sensores y Electrónica Flexibles (BEST) de la Universidad de Glasgow. dirigido por el profesor Ravinder Dahiya.

La capa superior sensible al tacto desarrollada por los investigadores del grupo BEST está hecha de grafeno, un muy flexible, forma transparente de 'supermaterial' de capas de carbono de solo un átomo de espesor.

La luz solar que pasa a través de la capa superior de grafeno se utiliza para generar energía a través de una capa de células fotovoltaicas flexibles debajo. Cualquier excedente de energía se almacena en un supercondensador recientemente desarrollado, hecho de un compuesto de grafito-poliuretano.

El equipo trabajó para desarrollar una proporción de grafito a poliuretano que proporciona una relación relativamente grande, área de superficie electroactiva donde pueden tener lugar reacciones químicas generadoras de energía, creando un supercondensador flexible denso en energía que se puede cargar y descargar muy rápidamente.

Supercondensadores similares desarrollados anteriormente han entregado voltajes de un voltio o menos, haciendo que los supercondensadores individuales sean en gran medida inadecuados para alimentar muchos dispositivos electrónicos. El nuevo supercondensador del equipo puede suministrar 2,5 voltios, haciéndolo más adecuado para muchas aplicaciones comunes.

En pruebas de laboratorio, el supercondensador ha sido alimentado, descargado y encendido de nuevo 15, 000 veces sin pérdida significativa en su capacidad para almacenar la energía que genera.

Profesor Ravinder Dahiya, Profesor de Electrónica y Nanoingeniería en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Glasgow, quien dirigió esta investigación dijo:"Este es el último desarrollo de una serie de éxitos que hemos tenido en la creación de dispositivos basados ​​en grafeno que son capaces de alimentarse por sí mismos de la luz solar.

"Nuestra generación anterior de e-skin flexible necesitaba alrededor de 20 nanovatios por centímetro cuadrado para su funcionamiento, que es tan bajo que obtuvimos un excedente de energía incluso con las células fotovoltaicas de menor calidad del mercado.

"Estábamos ansiosos por ver qué podíamos hacer para capturar esa energía adicional y almacenarla para usarla más adelante, pero no estábamos satisfechos con los tipos actuales de dispositivos de almacenamiento de energía, como baterías, para hacer el trabajo, ya que a menudo son pesados, no es flexible, propenso a calentarse, y lento para cargar.

"Nuestro nuevo supercondensador flexible, que está hecho de materiales económicos, nos lleva un poco de distancia hacia nuestro objetivo final de crear sistemas flexibles totalmente autosuficientes, Dispositivos de energía solar que pueden almacenar la energía que generan.

"Existe un gran potencial para dispositivos como prótesis, monitores de salud portátiles, y vehículos eléctricos que incorporan esta tecnología, y estamos ansiosos por seguir perfeccionando y mejorando los avances que ya hemos logrado en este campo ".

El papel del equipo, titulado "Supercondensadores flexibles de alta densidad de energía basados ​​en compuestos de grafeno-grafito y poliuretano, "se publica en Ciencia avanzada .