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La energía renovable, como la energía eólica, hidroeléctrica, los biocombustibles y la energía solar, proporciona energía asequible, confiable y diversos beneficios económicos.
De manera similar, el efecto piezoeléctrico convierte la energía mecánica en energía eléctrica o viceversa. Sin embargo, los materiales piezoeléctricos tradicionales usados en dispositivos comerciales tenían una capacidad limitada para generar electricidad. Además, generalmente utilizaban plomo, lo cual daña la salud humana y el medio ambiente.
Para superar este problema, investigadores de la Universidad de Waterloo y la Universidad de Toronto han desarrollado un nuevo material piezoeléctrico que es compacto, confiable, económico y respetuoso con el medio ambiente.
Nuestro avance tendrá un impacto social y económico significativo al reducir nuestra dependencia de fuentes de energía no renovables. En este momento, necesitamos estos materiales generadores de energía más críticamente que en cualquier otro momento de la historia.
Asif Khan, investigador de Waterloo y coautor de un nuevo estudio sobre el proyecto.
Usando el efecto Jahn-Teller, los investigadores crearon un gran cristal de un compuesto metálico-haluro molecular llamado EDABCO-cloruro de cobre (CuCl4). Es un conocido concepto de química relacionado con la distorsión geométrica espontánea de un campo cristalino. El EDABCO-CuCl4 tiene uno de los potenciales de densidad de energía más altos registrados en cualquier material y los cosechadores de energía piezoeléctrica resultantes son altamente estables.
Luego, este material se utiliza para crear nanogeneradores con una densidad de potencia récord que pueden generar pequeñas vibraciones mecánicas en cualquier condición dinámica, desde el movimiento humano hasta los vehículos automotores. En este proceso, no se requiere plomo ni energía no renovable.
Este nanogenerador tiene un tamaño de 2.5 cm2 y tiene un grosor similar al de una tarjeta de presentación. Puede ser utilizado fácilmente en muchas situaciones y tiene el potencial de alimentar sensores en todo tipo de dispositivos electrónicos, incluidos los miles de millones necesarios para el Internet de las cosas.
En el futuro, la integración de nanogeneradores con varios dispositivos podría ayudar a generar energía a partir de las vibraciones del dispositivo y ser útil en diferentes circunstancias.
Según el Dr. Dayan Ban, investigador del Instituto de Nanotecnología de Waterloo, en el futuro, las vibraciones de una aeronave podrían alimentar sus sistemas de monitoreo sensorial, o los latidos del corazón de una persona podrían mantener en funcionamiento su marcapasos sin batería.
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