Nuevo estudio: creación de un dispositivo generador de energía basado en gel electreto

MadridUn equipo de investigadores de NIMS, la Universidad de Hokkaido y la Universidad Meiji de Farmacia ha desarrollado un nuevo gel capaz de mantener una gran carga estática. Utilizaron este gel junto con electrodos flexibles para crear un sensor. Este sensor puede detectar vibraciones de baja frecuencia, como las causadas por el movimiento humano, y convertirlas en señales de voltaje.

Este nuevo sensor puede utilizarse en dispositivos de salud portátiles. Hay un creciente interés en materiales suaves y ligeros que generan energía. Estos materiales son cruciales para la electrónica flexible en la atención médica y la robótica. Los materiales electret, que mantienen una carga eléctrica estable, pueden alimentar dispositivos sin necesidad de fuentes de energía externas.

El equipo de NIMS ha creado un líquido que es estable, funciona a temperatura ambiente, y tiene una estructura que incluye moléculas de tinte y ramas flexibles. Este líquido mantiene bien la carga eléctrica, se puede aplicar fácilmente a otros materiales mediante pintura o inmersión, y es fácil de moldear.

El uso de estos líquidos con electrodos para crear dispositivos flexibles presenta desafíos. Son difíciles de mantener en su lugar y de sellar, lo que puede ocasionar fugas. Además, es crucial mejorar su capacidad para almacenar carga eléctrica a fin de optimizar la generación de energía.

Recientemente, el equipo creó un gel de alquil-π al agregar una pequeña cantidad de una sustancia formadora de gel a un líquido de alquil-π. Este gel es mucho más elástico que el líquido y es fácil de arreglar y sellar. Al cargar el gel para convertirlo en un gel-electreto, retuvo un 24% más de carga que el líquido. Esta mejor retención de carga se debe a que el gel mantiene las cargas de manera más efectiva.

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La investigación subraya varios hallazgos significativos.

• El gel de alkyl-π es más elástico y más fácil de manejar que el líquido de alkyl-π.
• El gel-electreto retiene un 24% más de carga que el líquido de alkyl-π.
• El nuevo sensor detecta vibraciones tan bajas como 17 Hz.
• El sensor genera un 83% más de voltaje que el sensor basado en líquido.

El equipo empleó un gel combinado con electrodos para crear un sensor capaz de detectar vibraciones. Este sensor puede percibir vibraciones tan bajas como 17 Hz y convertirlas en una señal eléctrica de 600 mV. Esta señal es un 83% más fuerte que la producida por otro tipo de sensor que utiliza un líquido especial.

El equipo planea mejorar esta tecnología desarrollando sensores portátiles que puedan detectar pequeñas vibraciones y diversos tipos de estrés. Además, trabajarán en aumentar la capacidad de almacenamiento de carga y la vida útil de los materiales utilizados, así como en fortalecer el gel empleado.

Este gel se puede reciclar y reutilizar como material para sensores de vibración, lo que lo convierte en una opción favorable para el medio ambiente y contribuye a fomentar una economía sostenible. Los avances en esta investigación podrían abrir nuevas aplicaciones para la tecnología vestible y otros dispositivos electrónicos flexibles.