La energía está constantemente alrededor de las personas en sus muchas formas: en la luz del sol, en el calor de una habitación e incluso en los movimientos de las personas. Toda esta energía generalmente se "desperdicia" para la civilización humana, pero potencialmente puede usarse para alimentar dispositivos móviles y portátiles, desde sensores biométricos hasta relojes inteligentes. Investigadores de la Universidad de Oulu (Finlandia) han encontrado un mineral con estructura cristalina de perovskita, cuyas propiedades le permiten extraer energía de muchas fuentes diferentes simultáneamente.
Las perovskitas son una familia de minerales, muchos de los cuales han demostrado ser prometedores debido a su capacidad para extraer simultáneamente uno o dos tipos de energía. Uno de los miembros de esta familia, por ejemplo, puede ser bueno para convertir la energía solar en electricidad. El otro es mejor para extraer energía de los cambios de temperatura y presión que pueden ocurrir durante el movimiento. Se denominan, respectivamente, materiales piroeléctricos y piezoeléctricos.
A veces, por supuesto, un tipo de energía no es suficiente como fuente. Es posible que una determinada forma de energía no siempre esté disponible, en tiempo nublado o cuando una persona no se mueve. Por lo tanto, los investigadores han desarrollado dispositivos que pueden extraer múltiples formas de energía. Pero estos dispositivos requieren diferentes materiales que los hacen demasiado voluminosos para su uso en dispositivos compactos.
The Applied Physics Letters ha publicado los resultados de un estudio de Yang Bai y sus colegas de la Universidad de Oulu. Los investigadores han estudiado un tipo específico de perovskita llamado KBNNO, que probablemente sea capaz de extraer varias formas de energía. Como todas las perovskitas, KBNNO es un material ferroeléctrico lleno de diminutos dipolos eléctricos, como las pequeñas flechas de la brújula en un imán.
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Cuando un material ferroeléctrico similar a KBNNO sufre cambios de temperatura, sus dipolos se desplazan y, por lo tanto, se induce una corriente eléctrica. La carga eléctrica también se acumula según la dirección del momento dipolar. La deformación del material lleva a que ciertos fragmentos del mismo atraigan o repelan una carga, lo que de nuevo conduce a la generación de corriente.
Los investigadores han estudiado previamente las propiedades fotovoltaicas y ferroeléctricas generales de KBNNO, pero este estudio se realizó a 200 grados bajo cero y no se centró en las propiedades de temperatura y presión del material. En el nuevo estudio, Yang Bai señala que, por primera vez, se evaluaron todas estas propiedades del material, que aparecen a temperatura ambiente.
Los experimentos han demostrado que si bien KBNNO es bueno para generar energía a partir del calor y la presión, no es tan bueno como otras perovskitas. Quizás el descubrimiento más impresionante de los investigadores fue la capacidad de modificar la composición de KBNNO para mejorar sus propiedades piroeléctricas y piezoeléctricas. Por lo tanto, es posible "personalizar" todas estas propiedades y utilizarlas de la manera más eficiente posible. Young Bai y sus colegas están explorando la posibilidad de mejorar KBNNO usando sodio.
Yang Bai también dijo que espera crear un dispositivo prototipo que extraiga energía de varias fuentes el próximo año. Su proceso de fabricación es simple, por lo que la tecnología podría comercializarse unos años después de que los investigadores hayan identificado el mejor material.
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Según Yang Bai, esta tecnología puede conducir a un desarrollo acelerado en las áreas de Internet de las cosas y las ciudades inteligentes, donde los sensores y dispositivos que consumen energía pueden tener acceso constante a la energía.
Es probable que dicho material se utilice en baterías de dispositivos, aumentando su eficiencia energética y reduciendo la necesidad de cargas frecuentes. Algún día, Yang Bai complementa su narración, el usuario nunca necesitará cargar su dispositivo en absoluto. Las baterías de dispositivos compactos en el sentido moderno generalmente pueden permanecer en el pasado.
Pero el hecho de que se haya encontrado una forma teórica de prescindir de las baterías en los gadgets no significa que pronto aparecerán productos que utilizan esta tecnología, ni que la tecnología se vaya a implementar alguna vez.
¿Habrá alguna vez dispositivos portátiles e incluso teléfonos inteligentes sin baterías, que son suficientes para la energía que hay en el espacio alrededor, pero se pierde, porque no existe un método efectivo para extraerla?
Basado en materiales de sciencedaily.com
OLEG DOVBNYA
