Nuevos materiales podrán alimentar dispositivos inteligentes con luz ambiental - World Energy Trade

Nuevos materiales podrán alimentar dispositivos inteligentes con luz ambiental

Nuestros hogares, oficinas y comunidades serán más inteligentes.

Nuestros hogares, oficinas y comunidades serán más inteligentes.

Estilo de Vida

Los investigadores han desarrollado materiales orgánicos y/o ecológicos que podrían recolectar suficiente energía de la luz interior para alimentar dispositivos inteligentes inalámbricos.

Con el auge y estado del arte de lo dispositivos inteligentes, tales como: teléfonos, altavoces, sensores de salud, y portátiles, cada vez nuestros hogares, oficinas y comunidades son más inteligentes.

Sin embargo, las baterías que utilizan pueden agotarse rápidamente, y contener sustancias químicas tóxicas y raras que dañan el medio ambiente, por lo que los investigadores están buscando mejores formas de alimentar los dispositivos.

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Una forma de alimentarlos es convirtiendo la luz interior de las bombillas ordinarias en energía para sus hogares y oficianas, de manera similar a como los paneles solares recolectan energía de la luz solar, conocida como energía solar fotovoltaica.

No obstante, debido a las diferentes propiedades de las fuentes de luz, los materiales utilizados para los paneles solares no son adecuados para captar la luz interior.

Recientemente, investigadores de diferentes instituciones como es el caso de: Imperial College, la Universidad de Cambridge del Reino Unido, y la Universidad Soochow en China, han descubierto que los nuevos materiales ecológicos y orgánicos que se están desarrollando actualmente, para paneles solares de próxima generación podrían ser útiles para la recolección de luz en interiores.

El Dr. Robert Hoye, del Departamento de Materiales del “Imperial Colllege”, dijo: "Al absorber de manera eficiente la luz proveniente de las lámparas que se encuentran comúnmente en hogares y edificios, los materiales que investigamos pueden convertir la luz en electricidad con una eficiencia que ya está en el rango de tecnologías comerciales".

"También ya hemos identificado varias posibles mejoras, que permitirían en un futuro próximo a estos materiales superar el rendimiento de las tecnologías fotovoltaicas interiores actuales", agrego el Dr. Hoye.

Actualmente hay equipos investigando sobre materiales inspirados en la “perovskita”, que se desarrollaron para las células solares de próxima generación. Aunque las “perovskita” son más baratas de fabricar que los paneles solares tradicionales a base de silicio y ofrecen una eficiencia similar, las “perovskita” contienen sustancias de plomo tóxicas. Esto impulsó el desarrollo de materiales inspirados en la “perovskita”, que en cambio se basan en elementos más seguros como el bismuto y el antimonio.

Con la finalidad de ser mucho más respetuosos con el medio ambiente, estos materiales inspirados en “perovskita” no son tan eficientes para absorber la luz solar. Sin embargo, el equipo descubrió que los materiales son mucho más efectivos para absorber la luz interior, con eficiencias que son prometedoras para aplicaciones comerciales. Fundamentalmente, los investigadores demostraron que la energía proporcionada por estos materiales bajo iluminación interior ya es suficiente para operar circuitos electrónicos.

El co-autor, el profesor “Vincenzo Pecunia, de la Universidad de Soochow”, dijo: "Nuestro descubrimiento abre una dirección completamente nueva en la búsqueda de materiales ecológicos y fáciles de fabricar para alimentar de manera sostenible nuestros dispositivos inteligentes. Además de su naturaleza ecológica, estos materiales podrían potencialmente procesarse en sustratos no convencionales como plásticos y telas, que son incompatibles con las tecnologías convencionales".

Por lo tanto, los materiales inspirados en “perovskita” sin plomo pronto podrían habilitar dispositivos sin batería para “WEARABLES” (La palabra hace referencia, a aquellos dispositivos tecnológicos de tamaño reducido que se incorporan a nuestros complementos, prendas o ropa de forma cotidiana, o lo que es lo mismo, aquellos aparatos electrónicos que de alguna forma se “integran” en una parte del cuerpo, interactuando de forma continua con el entorno), monitoreo de atención médica, hogares inteligentes y ciudades inteligentes.

Los sistemas fotovoltaicos orgánicos, se desempeñan de manera más eficiente en condiciones de iluminación artificial en interiores que en condiciones de luz solar.

Estas tecnologías siguen incrementado el interés de los usuarios, ya que pueden servir como recolectores de energía ambiental para alimentar dispositivos electrónicos de baja potencia y dispositivos portátiles para el Internet de las cosas.

Las baterías alimentan la mayoría de nuestros dispositivos, e incluso algunos autos. Pero los investigadores ahora informan en “ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES” un paso hacia el funcionamiento de dispositivos electrónicos en hogares y oficinas con la luz proveniente de lámparas dispersas por toda la habitación. El equipo desarrolló cosechadoras de luz especiales que son como las que se utilizan para la energía solar. Pero están optimizadas para producir energía a partir de la iluminación ambiental interior.

Los aparatos electrónicos cada vez son más indispensables. Los termostatos inteligentes aprenden cuándo aumentar la temperatura, los sensores activan las alarmas cuando se abren las ventanas y los teléfonos celulares mantienen a las personas conectadas.

El futuro de IOT y los sistemas fotovoltaicos orgánicos.

En la próxima «Internet de las cosas», cada vez más de estos elementos se conectarán de forma inalámbrica a Internet. Se comunicarán entre sí y desempeñarán las funciones de la vida cotidiana. La mayoría de estos dispositivos funcionan con baterías, pero necesitan ser reemplazados y pueden ser voluminosos.

La energía solar es una alternativa posible, pero el sol no siempre brilla cuando los dispositivos necesitan funcionar. Sin embargo, la iluminación artificial de las habitaciones está en todas partes (en hogares, escuelas, oficinas, tiendas), y puede controlarse a pedido.

Para hacer funcionar la iluminación de la habitación, Ryota Arai, Takuma Yasuda y sus colegas recurrieron a la energía fotovoltaica orgánica (OPV). Es liviana, flexible y transparente.

  • Alimentado el IoT con luz ambiental: nuevos materiales ecológicos abren el futuro de la fotovoltaica de interior. 

El cada vez mayor número de dispositivos conectados que forman parte del llamado Internet de las Cosas (IoT) hace que sea necesario el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan alimentar estos dispositivos de manera sostenible y ecológica.

Actualmente, estos dispositivos son alimentados mediante baterías que pueden agotarse rápidamente y que contienen sustancias químicas tóxicas y poco comunes que dañan el medio ambiente.

Una tecnología realmente prometedora que podría convertirse en una solución ecológica para alimentar estos dispositivos IoT es la denominada como energía fotovoltaica de interior, ya que una proporción muy importante de estos elementos inalámbricos se despliegan en interiores en los que existente diferentes intensidades y espectros de luz.

  • Los investigadores probaron semiconductores orgánicos de molécula pequeña.

Los que parecían tener características prometedoras para la recolección de luz ambiental. Los sistemas fotovoltaicos orgánicos basados en una pequeña molécula llamada “BDT-2T-ID” superaron a otros dispositivos similares. Incluso uno basado en tecnología solar de silicio.

Un conjunto de seis de estos dispositivos conectados en serie podría producir aproximadamente 4 voltios. Lo hacen con iluminación tenue de luz led blanca para alimentar micro-sensores. Es necesario hacer mucho para ampliar la tecnología. Pero el equipo dice que algún día podría ser una forma viable de alimentar los dispositivos inalámbricos en toda la sala.

 

 

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