(Phys.org) —Los investigadores han creado un reloj electrónico autoamplificado que recolecta energía de los movimientos de la muñeca del usuario para un funcionamiento continuo. Al combinar dos mecanismos de conversión de energía diferentes (electromagnético y triboeléctrico) en un solo nanogenerador híbrido, el dispositivo puede recolectar significativamente más energía que las cosechadoras anteriores que usan un solo mecanismo.

Los científicos, dirigido por Ya Yang en el Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Beijing en China, y Zhong Lin Wang del Instituto de Tecnología de Georgia en EE. UU., han publicado un artículo sobre el nanogenerador híbrido en un número reciente de ACS Nano .

"Este tipo de nanogenerador también se puede utilizar para alimentar otros dispositivos electrónicos portátiles, como un podómetro inteligente inalámbrico para leer datos al caminar, distancia, y consumo de energía, "Yang dijo Phys.org .

El nanogenerador híbrido consta de una pequeña caja (3,6 cm x 3,6 cm x 3 cm) con una bola magnética en su interior. Cuando el usuario mueve la muñeca, El movimiento de la pelota genera electricidad tanto por los efectos electromagnéticos como triboeléctricos. Debido al efecto electromagnético, cuando la bola choca con seis bobinas de metal en los lados de la caja, la energía mecánica de la pelota se convierte en electricidad.

El efecto triboeléctrico ocurre cuando dos materiales se frotan juntos, similar a cómo frotar un globo en el cabello de una persona crea electricidad estática. Aquí, la correa del reloj sirve como componente triboeléctrico. La correa está hecha de dos materiales con diferentes polaridades triboeléctricas, nailon y un compuesto de polímero, que se adjuntan a la parte inferior de la caja y a dos electrodos. Cuando la bola magnética en movimiento presiona la correa del reloj, el nailon y el polímero entran en contacto entre sí, generando cargas triboeléctricas y haciendo que los electrones fluyan entre los electrodos.

Los investigadores experimentaron con la forma en que diferentes movimientos de la muñeca pueden cargar y alimentar el reloj. Descubrieron que el mejor movimiento de muñeca es un movimiento de torsión que puede generar una corriente de hasta 12 mA, lo que significa que treinta y nueve segundos de este movimiento giratorio pueden alimentar el reloj de forma continua durante unos 7,5 minutos. Al agregar una batería de iones de litio casera para almacenar la energía producida por el nanogenerador hibridado, Los investigadores encontraron que 32 minutos del movimiento de torsión pueden generar suficiente energía para alimentar continuamente el reloj durante más de 3,5 horas. Basado en estos datos, Los investigadores calcularon que 3,6 horas de movimiento de la muñeca pueden generar suficiente energía para alimentar el reloj durante un día de funcionamiento continuo.

Dado que el prototipo actual es bastante grande, los investigadores intentaron reducir las dimensiones reemplazando la bola magnética con una delgada hoja magnética. Sin embargo, encontraron que la hoja magnética no se mueve tan fácilmente como la bola, y por eso en el futuro planean investigar otros métodos para miniaturizar el nanogenerador. También esperan eliminar la necesidad de la batería.

"El plan futuro es resolver el problema de la fuente de energía del dispositivo electrónico portátil, para que estos dispositivos puedan funcionar de forma sostenible sin ser cargados por la fuente de alimentación externa, "Dijo Yang." Idealmente, el movimiento de la energía inducida por el cuerpo humano será suficiente para alimentar estos dispositivos ".

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