(En el sentido de las agujas del reloj desde la parte inferior derecha):Investigadores Manisha Sahu, Sugato Hajra, Kyungtaek Lee junto con el profesor Hoe Joon Kim, quien desarrolló una película compuesta que se puede usar en generadores de recolección de energía Crédito:DGIST
El empuje hacia la baja potencia, Los dispositivos de ahorro de energía han sido una dirección que la industria electrónica siempre ha seguido. El cambio a la iluminación LED de baja potencia es un buen ejemplo de esta tendencia. Otra vía es el desarrollo de la recolección de energía, dispositivos autosuficientes. La idea aquí es utilizar materiales que muestren efectos piezoeléctricos y triboeléctricos para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Los materiales piezoeléctricos generan una carga eléctrica cuando se someten a tensiones mecánicas, mientras que el efecto triboeléctrico es la acumulación de cargas en dos materiales diferentes después de que han entrado en contacto entre sí.
Nanogeneradores piezoeléctricos (PENG), nanogeneradores triboeléctricos (TENG), e incluso se han desarrollado recolectores de energía híbridos piezo-triboeléctricos (HNG) que tienen capacidades mejoradas de recolección de energía con el objetivo de alimentar la electrónica de baja potencia con un simple movimiento. Estos dispositivos generalmente requieren materiales dieléctricos que conserven su polarización, y los materiales multiferroicos que presentan propiedades ferromagnéticas y ferromagnéticas son adecuados para esta tarea.
Ahora, en un estudio reciente publicado en Nano energía, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Daegu Gyeongbuk (DGIST), Instituto de Tecnología de Corea e India, Guwahati, India, Desarrollar una película compuesta que pueda usarse en combinación con otros materiales para producir generadores de recolección de energía. La película compuesta se desarrolló utilizando una técnica rentable en la que un material multiferroico, titanato de bismuto Bi 4 Ti 3 O 12 (o BiTO), se añadió a un polímero triboeléctrico flexible (PDMS).
"Nuestra principal motivación detrás de este trabajo fue desarrollar un material multiferroico a temperatura ambiente que tenga una permitividad colosal para el recolector de energía híbrido piezo-triboeléctrico, "explica el profesor Hoe Joon Kim de DGIST, quien dirigió el estudio. Al intercalar la película BiTO-PDMS entre capas de aluminio, los investigadores fabricaron un HNG que genera una carga eléctrica cuando se presiona y se suelta.
Pero, ¿cómo estas múltiples capas generan una corriente? La respuesta está en las propiedades de la película y su respuesta a la acción mecánica. Las capas funcionan como electrodos y a medida que se presiona y suelta el dispositivo, la naturaleza piezoeléctrica y triboeléctrica de la película se sinergiza entre sí para generar cargas en los electrodos, creando un voltaje. Se descubrió que este efecto sinérgico mejora el rendimiento de recolección de energía. Al usar varios de estos HNG, los investigadores construyeron un HNG de múltiples unidades que era capaz de alimentar un reloj de pulsera y una calculadora.
Emocionado por la importancia del estudio, El profesor Kim afirma:"Por primera vez, Se ha logrado el material multiferroico monofásico a temperatura ambiente con una constante dieléctrica colosal. Se mejoró la amplificación de polarización interna del polímero, impulsar el rendimiento de recolección de energía de la recolectora de energía híbrida ".
A medida que se avanza en la mejora del rendimiento de captación de energía de los nanogeneradores, estos pequeños dispositivos podrían algún día invalidar las baterías en muchos casos, hacer que la electrónica sea más sostenible y autosuficiente.
