Los nanogeneradores triboeléctricos (TENG) son pequeños dispositivos que convierten el movimiento en electricidad, y podría ser lo que nos lleve a una era de ropa e implantes que recolectan energía. Pero, ¿podrían los TENG, incluso teóricamente, ¿Nos dan dispositivos electrónicos portátiles que funcionan únicamente con el movimiento corporal diario del usuario?

La respuesta corta es sí. Nueva investigación del Instituto de Tecnología Avanzada de Samsung (SAIT) en Corea del Sur, publicado esta semana en Materiales APL , de AIP Publishing, demuestra la capacidad de la energía mecánica producida por los movimientos corporales típicos para alimentar un reloj o un teléfono inteligente. Es más, la investigación caracteriza los efectos asociados con diferentes formas de movimientos similares sobre la energía máxima producible que pueden producir en un TENG.

"Estudiamos la posibilidad de cargar dispositivos portátiles y ponibles comercializados utilizando la energía mecánica generada por el movimiento humano, "dijo Hyeon-Jin Shin, Máster de investigación en SAIT y uno de los autores del estudio. "Confirmamos que si la energía mecánica se convierte por completo en energía eléctrica, la energía generada por el movimiento diario de un brazo puede cubrir suficientemente el consumo de energía de un reloj inteligente e incluso el consumo de energía en espera de un teléfono inteligente ".

A medida que crece el interés en los TENG, particularmente para aplicaciones portátiles, Shin y sus colaboradores querían abordar en detalle la viabilidad de la tecnología en el mundo real y comprender cómo optimizar la conversión de energía.

"Durante los últimos años, muchos investigadores han demostrado un potencial para la recolección de energía utilizando triboelectricidad, y las expectativas de TENG como fuente de energía para dispositivos portátiles o vestibles han aumentado, Shin dijo. "Es importante confirmar que la energía mecánica del movimiento humano puede cubrir el consumo de energía de los dispositivos para utilizar un TENG para dispositivos pequeños".

El equipo de investigación comparó la energía TENG alcanzable producida en un minuto por los movimientos corporales típicos, como mecanografiar o balancear los brazos, a la consumida al mismo tiempo por una gama de dispositivos electrónicos y wearables comerciales. Aunque incluso los blogs más vigorosos no producirían suficiente energía para admitir un dispositivo de tableta activo, la teoría mostró que las actividades semi-pasivas podrían alimentar teléfonos más pequeños y relojes inteligentes solo con la energía de TENG.

Con investigaciones detalladas del mecanismo que produce electricidad en el dispositivo, también descubrieron que su elasticidad, normalmente no se tiene en cuenta para calcular la energía máxima posible de un TENG, puede ofrecer un impulso al valor.

"Para utilizar completamente la energía mecánica del movimiento humano para el TENG, Es muy importante incrementar la máxima energía posible de un TENG en base a la comprensión de los factores relacionados con el movimiento en un aspecto de la velocidad (energía cinética) y la elasticidad (impulso), "Dijo Shin.

Con esta nueva perspectiva, Shin y otros investigadores de Samsung están preparados para seguir perfeccionando las realizaciones prácticas de la tecnología y utilizar sus hallazgos para ampliar los límites de lo que los dispositivos TENG pueden alimentar y durante cuánto tiempo.

"La optimización de la energía de salida de un TENG en uso real sigue siendo una tarea para el trabajo futuro porque un sistema real tiene muchas limitaciones, como la adaptación de impedancias, control de frecuencia, y la estabilidad de la estructura, Shin dijo. Sin embargo, los resultados de este estudio dan una idea del diseño de un TENG para obtener una gran cantidad de energía en un espacio limitado ".