Un grupo de científicos ha desarrollado una herramienta innovadora llamada C-PVEH, que combina polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) y compuestos piezoeléctricos para generar energía eléctrica a partir de las vibraciones ambientales. Este dispositivo, duradero y eficiente, es capaz de alimentar dispositivos IoT, lo que supone un avance significativo en las tecnologías de ahorro energético. Mediante el aprovechamiento de las vibraciones, este método y estos materiales han creado una solución altamente fiable para la captación de energía.
Un equipo de científicos ha creado un dispositivo revolucionario e innovador que aprovecha la energía vibracional. Esta herramienta, que combina polímero reforzado con fibra de carbono y compuestos piezoeléctricos, genera energía eléctrica a partir de las más mínimas vibraciones ambientales. C-PVEH, el nuevo dispositivo, representa una solución duradera y fiable de alta eficiencia para alimentar dispositivos IoT, lo que supone un avance significativo en las tecnologías de ahorro energético.
Ambos compuestos piezoeléctricos con polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) , un material de uso común, son ligeros y resistentes . El nuevo dispositivo convierte las vibraciones del entorno en electricidad , lo que hace que los sensores autoalimentados sean más eficientes y fiables, según la investigación publicada. El proceso de captación de energía es esencial para lograr un futuro sostenible, ya que permite transformar la energía ambiental en energía eléctrica utilizable.
Fumio Narita, coautor del estudio y profesor de la Escuela de Posgrado de Estudios Ambientales de la Universidad de Tohoku, afirma: "Los objetos cotidianos, desde frigoríficos hasta farolas, están conectados a internet como parte del Internet de las Cosas (IoT), y muchos de ellos están equipados con sensores que recopilan datos".
“Pero estos dispositivos IoT necesitan energía para funcionar, lo cual resulta complicado si se encuentran en lugares remotos o si hay muchos de ellos”, añadió Fumio.
La energía eléctrica puede generarse mediante los rayos solares, el calor y las vibraciones. Los materiales piezoeléctricos poseen la notable capacidad de producir electricidad en respuesta a la tensión física , lo que los hace ideales para aprovechar la energía vibracional. La durabilidad y ligereza del CFRP lo convierten en un material idóneo para su uso en las industrias aeroespacial, automotriz, de equipamiento deportivo y de equipos médicos.
El profesor Narita afirma: «Nos planteamos si un recolector de energía de vibración piezoeléctrico (PVEH), que aprovecha la robustez del CFRP junto con un compuesto piezoeléctrico, podría ser un medio más eficiente y duradero para recolectar energía».
Al mezclar nanopartículas de niobato de potasio y sodio (KNN) con resina epoxi, el grupo logró fabricar el dispositivo utilizando una combinación de CFRP, mejorando así su rendimiento. El CFRP actuó simultáneamente como electrodo y sustrato de refuerzo.
El alto rendimiento del dispositivo se mantuvo intacto tras ser doblado más de 100 000 veces, según revelaron las pruebas y simulaciones. Demostró su capacidad para almacenar la energía producida y alimentar la iluminación LED . Además, su densidad de energía de salida supera la de otros compuestos poliméricos basados en KNN. El C-PVEH cumplió con las expectativas.
La implementación de C-PVEH, el revolucionario dispositivo que aprovecha la energía vibracional, impulsará el avance de los sensores IoT autónomos , propiciando la creación de dispositivos IoT que consuman menos energía.
Narita y sus colegas están entusiasmados con el progreso tecnológico que han logrado. El equipo declaró: «Además de los beneficios sociales de nuestro dispositivo C-PVEH, estamos encantados con las contribuciones que hemos hecho al campo de la recolección de energía y la tecnología de sensores. La combinación de una excelente densidad de producción de energía y una alta resistencia puede guiar futuras investigaciones sobre otros materiales compuestos para diversas aplicaciones».
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