Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han creado un dispositivo blando y estirable que convierte el movimiento en electricidad y puede funcionar en entornos húmedos. El trabajo, "A Soft Variable-Area Electrical-Double-Layer Energy Harvester", se publica en la revista Advanced Materials.
"La energía mecánica -como la energía cinética del viento, las olas, el movimiento del cuerpo y las vibraciones de los motores- es abundante", afirma Michael Dickey, autor correspondiente de un artículo sobre el trabajo y profesor Camille & Henry Dreyfus de Ingeniería Química y Biomolecular en NC State. "Hemos creado un dispositivo que puede convertir este tipo de movimiento mecánico en electricidad. Y uno de sus atributos notables es que funciona perfectamente bajo el agua".
El corazón del recolector de energía es una aleación metálica líquida de galio e indio. La aleación está envuelta en un hidrogel, un polímero blando y elástico que se hincha con agua. El agua del hidrogel contiene sales disueltas llamadas iones. Los iones se agrupan en la superficie del metal, lo que puede inducir una carga en el mismo.
El aumento de la superficie del metal proporciona más superficie para atraer una carga. Esto genera electricidad, que es captada por un cable conectado al dispositivo.
"Como el dispositivo es blando, cualquier movimiento mecánico puede hacer que se deforme, incluyendo el aplastamiento, el estiramiento y la torsión", dice Dickey. "Esto lo hace versátil para cosechar energía mecánica. Por ejemplo, el hidrogel es lo suficientemente elástico como para estirarse hasta cinco veces su longitud original".
En los experimentos, los investigadores comprobaron que al deformar el dispositivo sólo unos milímetros se genera una densidad de potencia de aproximadamente 0,5 mW m-2. Esta cantidad de electricidad es comparable a varias clases populares de tecnologías de recolección de energía. "Sin embargo, otras tecnologías no funcionan bien, si es que lo hacen, en entornos húmedos", afirma Dickey. "Esta característica única puede permitir aplicaciones desde entornos biomédicos hasta ropa deportiva o entornos marinos. Además, el dispositivo es sencillo de fabricar. "Hay un camino para aumentar la potencia, por lo que consideramos el trabajo que describimos aquí una demostración de prueba de concepto".
Los investigadores ya tienen en marcha dos proyectos relacionados. Uno de ellos pretende utilizar la tecnología para alimentar dispositivos vestibles aumentando la potencia del recolector. El segundo proyecto evalúa cómo podría utilizarse esta tecnología para recoger la energía de las olas del océano.
Para más información, visite: https://news.ncsu.edu/2021/08/liquid-metal-energy-harvester/
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