Un equipo de investigación dirigido por el profesor Wei-Hsin Liao del Departamento de Ingeniería Mecánica y Automatización, La Universidad China de Hong Kong (CUHK) ha desarrollado un recolector de energía ligero e inteligente basado en materiales para absorber la energía del movimiento humano. generando un suministro de energía inagotable y sostenible con solo caminar.

Específicamente, el dispositivo puede capturar energía biomecánica del movimiento de la rodilla humana y luego convertirla en electricidad que se puede utilizar para alimentar dispositivos electrónicos portátiles como podómetros, monitores de salud, y GPS. Este trabajo ha sido publicado en Letras de física aplicada y recomendado como artículo destacado por los editores.

Hasta aquí, Los investigadores han desarrollado grandes dispositivos para utilizar el movimiento humano para generar electricidad, como recolectores de energía basados ​​en generadores electromagnéticos para capturar energía cuando las personas caminan en cintas de correr o andan en bicicleta. Sin embargo, Estos voluminosos dispositivos dificultan la locomoción de los usuarios y al mismo tiempo aumentan su carga, debido al peso considerable y la gran fuerza de interacción entre las cosechadoras y el cuerpo humano. Esto restringe considerablemente el uso generalizado de estos dispositivos. Para superar eso, un equipo de investigación dirigido por el profesor Liao propuso y desarrolló un recolector de energía ligero que emplea compuestos de macro fibra piezoeléctrica integrados con estructuras mecánicas novedosas.

Los compuestos de macro fibra piezoeléctrica son materiales ligeros, que puede producir electricidad bajo deformación. El recolector de energía propuesto emplea una viga de flexión y un mecanismo de manivela deslizante para capturar el movimiento de la rodilla humana al caminar. Luego, el movimiento capturado se utiliza para deformar piezas de compuestos de macro fibra piezoeléctrica unidas a la viga de flexión de modo que se produzca electricidad cuando la rodilla humana se flexiona o se extiende.

El profesor Liao dijo:"La articulación de la rodilla humana tiene un rango de movimiento mayor que otras articulaciones de las extremidades inferiores, como el tobillo y la cadera, lo que permite a los recolectores de energía capturar el movimiento más fácilmente y generar más electricidad ". El recolector prototipo, hecho por compuestos de fibra macro piezoeléctrica, puede generar una potencia media de 1,6 mW, cuando el usuario camina a aproximadamente 2-6,5 km / h. La electricidad generada es eficiente para alimentar dispositivos electrónicos portátiles comunes, como bandas inteligentes. Es más, el prototipo pesa solo 307 gramos. Al caminar con él, el costo metabólico del usuario es casi el mismo que cuando camina sin el dispositivo. A diferencia de los recolectores de energía basados ​​en generadores electromagnéticos existentes, El recolector de energía ligero basado en materiales inteligentes puede capturar la energía del movimiento humano sin aumentar la carga del usuario. Se espera que promueva significativamente el uso de recolectores de energía biomecánicos.

El profesor Liao declaró:"Este aparato atraerá mucho la atención de los montañistas y excursionistas. Si se pierden en montañas remotas o en un desierto donde la red eléctrica no está disponible, el dispositivo puede derivar energía de su movimiento y convertirla en electricidad, Permitiendo a los usuarios monitorear continuamente sus signos vitales, conocer su posición, o incluso enviar una señal de emergencia en cualquier momento cuando necesiten ayuda. En el presente, nos estamos enfocando en mejorar el rendimiento de la cosechadora reduciendo el peso del dispositivo y aumentando la eficiencia de recolección de energía. Planeamos comercializar la cosechadora y comercializarla mediante la cooperación con los fabricantes de prendas de vestir para integrar el dispositivo en la ropa deportiva ".