Una pulsera hecha de tela tejida con hebras especiales de recolección de energía que recogen electricidad del sol y el movimiento. (Crédito: Georgia Tech)
Una nueva tela cosecha energía de la luz del sol y el movimiento al mismo tiempo.
Las telas que pueden generar electricidad a partir del movimiento físico han estado en proceso por algunos años, y este es el próximo paso.
La combinación de dos tipos de generación de electricidad en un solo tejido allana el camino para el desarrollo de prendas que podrían proporcionar su propia fuente de energía para alimentar dispositivos como teléfonos inteligentes o GPS.
"Este tejido híbrido de potencia presenta una solución novedosa para cargar dispositivos en el campo de algo tan simple como el viento que sopla en un día soleado", dice Zhong Lin Wang, profesor de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales del Instituto de Tecnología de Georgia.
Para fabricar la tela, el equipo de Wang utilizó una máquina textil comercial para unir células solares construidas a partir de fibras de polímero ligeras con nanogeneradores triboeléctricos basados en fibra.
Los nanogeneradores triboeléctricos usan una combinación del efecto triboeléctrico y la inducción electrostática para generar una pequeña cantidad de energía eléctrica a partir del movimiento mecánico, como la rotación, el deslizamiento o la vibración.
Wang imagina que la nueva tela, que tiene un espesor de micrómetros 320 entrelazados con hebras de lana, podría integrarse en carpas, cortinas o prendas de vestir.
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"La tela es altamente flexible, transpirable, liviana y adaptable a una amplia gama de usos", dice Wang.
Los nanogeneradores triboeléctricos basados en fibra capturan la energía creada cuando ciertos materiales se cargan eléctricamente después de que entran en contacto con un material diferente. Para la parte de la tela que recolectó la luz del sol, el equipo de Wang usó fotoalambres hechos en forma de alambre que se podían tejer junto con otras fibras.
"La columna vertebral del tejido está hecha de materiales poliméricos de uso común que son económicos de fabricar y respetuosos con el medio ambiente", dice Wang. "Los electrodos también se fabrican a través de un proceso de bajo costo, que hace posible el uso de fabricación a gran escala".
En uno de sus experimentos, el equipo de Wang utilizó un tejido del tamaño de una hoja de papel de oficina y lo ató a la barra como una pequeña bandera colorida. Mientras rodaban por las ventanillas de un automóvil y dejaban que la bandera ondeara al viento, los investigadores lograron generar una potencia significativa desde un automóvil en movimiento en un día nublado. Los investigadores también midieron el resultado con una pieza 4-by-5-centimeter, que cargó un condensador comercial 2 mF a 2 voltios en un minuto bajo la luz solar y el movimiento.
"Eso indica que tiene una capacidad decente de trabajo incluso en un ambiente hostil", dice Wang.
Si bien las primeras pruebas indican que la tela puede soportar un uso repetido y riguroso, los investigadores estudiarán su durabilidad a largo plazo. Los siguientes pasos también incluyen optimizar aún más el tejido para usos industriales, incluido el desarrollo de una encapsulación adecuada para proteger los componentes eléctricos de la lluvia y la humedad.
El trabajo aparece en el diario naturaleza de la Energía.
Los fondos provinieron de la fundación Hightower Chair, KAUST y el programa "miles de talentos" para el investigador pionero y su equipo de innovación, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China y los Fondos Fundamentales de Investigación para las Universidades Centrales. Las conclusiones o recomendaciones son las de los autores y no representan necesariamente las opiniones oficiales de las organizaciones patrocinadoras.
Fuente: Georgia Tech
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