Como parte de la transición hacia las energías renovables en el contexto del calentamiento global, han surgido interesantes proyectos para generar energía. Uno de ellos es un tejido que genera energía con el movimiento.

Científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang de Singapur (NTU) desarrollaron un “tejido” elástico e impermeable que convierte la energía generada por los movimientos del cuerpo en energía eléctrica.

Un componente crucial del tejido es un polímero que, al ser presionado o apretado, convierte la tensión mecánica en energía eléctrica. También está fabricado con spandex elástico como capa base e integrado con un material similar al caucho para mantenerlo fuerte, flexible e impermeable.

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Para demostrar cómo podría funcionar su prototipo de tejido, los científicos de la NTU mostraron cómo una mano que golpeaba continuamente un trozo de tejido de 3 por 4 centímetros podía encender 100 LED o cargar varios condensadores, que son dispositivos que almacenan energía eléctrica y se encuentran en aparatos como los teléfonos móviles.

El estudio también demostró que el lavado, el plegado y el arrugado de la tela no causaban ninguna degradación del rendimiento, y que podía mantener una salida eléctrica estable durante hasta cinco meses, lo que, según sus creadores, demuestra su potencial para ser utilizado como textil inteligente y fuente de energía portátil.

“En nuestro estudio demostramos que nuestro prototipo sigue funcionando bien después de lavarlo y arrugarlo”, dijo a Metro Lee Pooi See, profesora de la Cátedra Presidencial de Ciencia e Ingeniería de los Materiales de la NTU de Singapur, que dirigió el equipo que desarrolló el prototipo.

El tejido generador de electricidad desarrollado por el equipo de la NTU es un dispositivo de recogida de energía que convierte en electricidad las vibraciones producidas por los más mínimos movimientos corporales de la vida cotidiana.

Para crear el prototipo, los científicos fabricaron primero un electrodo extensible mediante la serigrafía de una “tinta” compuesta de plata y estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), un material similar al caucho de los mordedores y los manillares, para hacerlo más extensible e impermeable.

Este electrodo estirable está unido a un trozo de tejido de nanofibras formado por dos componentes principales: poli(fluoruro de vinilideno)-co-hexafluoropropileno (PVDF-HPF), un polímero que produce una carga eléctrica cuando se comprime, dobla o estira; y perovskitas sin plomo, un material prometedor en el campo de las células solares y los LED.

“La incrustación de perovskitas en PVDF-HPF aumenta el rendimiento eléctrico del prototipo. En nuestro estudio, optamos por las perovskitas sin plomo por ser una opción más respetuosa con el medio ambiente”, explica Jiang Feng, estudiante de doctorado de la NTU que forma parte del equipo de investigación.

Los desarrolladores de este material creen que podría utilizarse en camisetas o suelas de zapatos para recoger la energía de los más pequeños movimientos del cuerpo.

“Creemos que podría tejerse en las camisetas o integrarse en las suelas de los zapatos para recoger la energía de los movimientos más pequeños del cuerpo, conduciendo la electricidad a los dispositivos móviles”.

—  Lee Pooi See, Profesora de la Cátedra del Presidente de Ciencia e Ingeniería de los Materiales en la NTU de Singapur, que dirigió el equipo que desarrolló el prototipo

2.34

vatios por metro cuadrado de electricidad genera el tejido

¿Cómo produce energía este tejido?

El prototipo de tejido produce electricidad de dos maneras:

-Cuando se presiona o aplasta (piezoelectricidad).

-Cuando entra en contacto o está en fricción con otros materiales, como la piel o los guantes de goma (efecto triboeléctrico).

Entrevista

Lee Pooi See,

Profesora de la Cátedra del Presidente de Ciencia e Ingeniería de los Materiales en la NTU de Singapur, que dirigió el equipo que desarrolló el prototipo

Q. ¿Cómo surgió la idea de desarrollar un tejido que convierta el movimiento en energía?

A. Ha habido muchos intentos de desarrollar tejidos o prendas de vestir que puedan cosechar energía del movimiento, pero un gran reto ha sido desarrollar algo que no degrade su función después de ser lavado, y que al mismo tiempo conserve una excelente producción eléctrica. En nuestro estudio, demostramos que nuestro prototipo sigue funcionando bien después de lavarse y arrugarse. Creemos que podría tejerse en las camisetas o integrarse en las suelas de los zapatos para recoger la energía de los movimientos más pequeños del cuerpo, y así transmitir la electricidad a los dispositivos móviles.

Q. ¿Resiste este tejido los lavados y los pliegues?

A. El tejido mostró una buena durabilidad y estabilidad: sus propiedades eléctricas no se deterioraron tras el lavado, el plegado y el arrugado. Además, siguió produciendo una potencia eléctrica estable y continua hasta cinco meses. Esto se debe a los materiales con los que está fabricado el tejido.

El prototipo de tejido consiste en un electrodo de spandex elástico y transpirable que lleva impresa plata y estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS). El SEBS es un material similar al caucho que se encuentra en los mordedores y en los puños de los manillares, y ayuda a que el tejido sea más elástico y también impermeable.

En el prototipo, el electrodo estirable está unido a un tejido de nanofibras que contiene un polímero llamado poli(fluoruro de vinilideno)-co-hexafluoropropileno, o PVDF-HFP para abreviar. El PVDF-HFP ayuda a que el tejido sea más duradero y flexible.

Q. ¿Cuáles son las aplicaciones de esta tecnología y cuánta energía puede producir?

A. El prototipo de tejido genera 2,34 vatios por metro cuadrado de electricidad, suficiente para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, como los LED y los condensadores comerciales. Los condensadores son dispositivos que almacenan energía eléctrica y se encuentran en aparatos como los teléfonos móviles.

Los investigadores de la NTU descubrieron que al golpear una muestra de tejido de 3 por 4 centímetros se producía suficiente energía para encender 100 LEDs o cargar varios condensadores.

Los científicos creen que la tela puede tejerse en camisetas o integrarse en las suelas de los zapatos para recoger la energía de los movimientos más pequeños del cuerpo, ayudar a alimentar dispositivos móviles, prolongar la vida útil de una batería o incluso construir sistemas autoalimentados.