Un nuevo dispositivo híbrido de recolección de energía podría reemplazar algún día la necesidad de baterías en ciertos dispositivos electrónicos de baja potencia. El nuevo dispositivo recolecta energía ambiental desperdiciada de vibraciones mecánicas y campos magnéticos para generar electricidad sostenible. que potencialmente podría proporcionar suficiente energía para ejecutar sensores inalámbricos, marcapasos cardio, y otras aplicaciones.

Los investigadores, dirigido por Fulei Chu en la Universidad de Tsinghua en Beijing, han publicado un artículo sobre el nuevo dispositivo de recolección de energía híbrida en un número reciente de Letras de física aplicada .

Durante los últimos años, La recolección de energía se ha convertido en una opción cada vez más atractiva para reemplazar las baterías que se utilizan en dispositivos de bajo consumo. Considerando que las baterías tienen una vida útil limitada y deben reemplazarse o recargarse periódicamente, Idealmente, los dispositivos de recolección de energía pueden funcionar de forma autónoma durante períodos de tiempo mucho más largos.

Uno de los mayores desafíos que enfrentan los recolectores de energía es generar suficiente energía para aplicaciones prácticas. Una forma de aumentar la potencia de salida es recolectar más de un tipo de energía. Por ejemplo, aunque hay una variedad de dispositivos que recolectan energía mecánica o energía magnética, muy pocos dispositivos pueden cosechar ambos, a pesar del hecho de que la energía mecánica y magnética ambiental a menudo aparecen juntas en entornos industriales, como cerca de máquinas eléctricas giratorias.

En el nuevo estudio, los investigadores demostraron que la energía mecánica y magnética son "interactivas, " así que eso, cuando se combina, aumentan la potencia de salida óptima por encima del nivel que es posible utilizando solo cada tipo de energía. Demostraron las mejoras tanto teórica como experimentalmente utilizando una viga en voladizo hecha de un material laminado magnetoestrictivo / pieozoeléctrico, que se mueve en respuesta tanto a campos magnéticos como a vibraciones.

"Hemos propuesto la idea de aprovechar dos enfoques diferentes de recolectores de energía y mostrar sus interacciones, "Chu dijo Phys.org . "Tal como lo conocemos, Los recolectores de energía se han investigado durante décadas y están involucrados muchos métodos. Sin embargo, cada enfoque tiene sus defectos. Es difícil e interesante superar las limitaciones de un recolector de energía único. Es más, revelar la relación interactiva es importante para el trabajo en su conjunto ".

Entre sus resultados, los investigadores encontraron que la potencia de salida depende de si las excitaciones mecánicas y magnéticas tienen la misma o diferentes frecuencias. Si las frecuencias son las mismas, entonces su diferencia de fase (cuánto se desplaza una onda con respecto a la otra) afecta directamente el voltaje de salida. Por otra parte, si las frecuencias son diferentes, entonces la diferencia de fase tiene poco efecto en el voltaje de salida, y de hecho, el voltaje de salida híbrido ya no es una simple onda sinusoidal.

Con estas ideas, los investigadores demostraron mejoras en la capacidad energética, fiabilidad, y potencia de salida óptima del dispositivo híbrido de recolección de energía. En general, creen que el rendimiento del dispositivo sugiere que el enfoque híbrido ofrece una alternativa prometedora para alimentar la electrónica de baja potencia en el futuro.

"Planeamos realizar una investigación más profunda en el campo de la recolección de energía en el futuro, "Chu dijo." Energía eólica, energía de olas, y las aplicaciones de materiales más inteligentes en sistemas de energía serán el foco de nuestra investigación, además de las futuras investigaciones de este artículo ".

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