En un futuro donde la mayoría de las cosas en nuestra vida cotidiana están conectadas a través de Internet, los dispositivos y sensores deberán funcionar sin cables ni baterías. En un nuevo artículo en Ciencia química , investigadores de la Universidad de Uppsala presentan un nuevo tipo de células solares sensibilizadas por colorantes que recogen la luz de las lámparas de interior.
Internet de las cosas, o IoT, se refiere a una red de dispositivos físicos y aplicaciones conectadas a través de Internet. Se estima que para 2025, muchas facetas de nuestras vidas estarán mediadas a través de 75 mil millones de dispositivos IoT, la mayoría de los cuales seránestar ubicado en interiores. La instalación amplia de tales dispositivos IoT requiere que los dispositivos se vuelvan autónomos, lo que significa que ya no necesitarán baterías o una conexión a la red para funcionar. Para lograr esto, es crucial identificar una fuente de energía local de bajo mantenimiento que puedaproporcionar energía local a dispositivos IoT, especialmente en condiciones ambientales.
Hacia este objetivo, un equipo de investigación dirigido por Marina Freitag, profesora asistente del Departamento de Química de la Universidad de Uppsala, ha desarrollado nuevas células fotovoltaicas interiores que pueden convertir hasta el 34 por ciento de la luz visible en electricidad para alimentar una amplia gama deSensores IoT. El equipo ha diseñado nuevas células fotovoltaicas sensibilizadas por colorante basadas en un electrolito de complejo de cobre, lo que las hace ideales para recolectar luz interior de lámparas fluorescentes y LED. Los últimos resultados prometedores establecen a las células solares sensibilizadas por colorante como líderes en conversión de energíaeficiencia para condiciones de iluminación ambiental, superando al silicio convencional y a las células solares hechas de materiales exóticos.
La investigación promete revolucionar la detección digital en interiores para invernaderos inteligentes, oficinas, estanterías, paquetes y muchos otros objetos inteligentes cotidianos para Internet de las cosas.
"Conocer los espectros de estas fuentes de luz hace posible sintonizar tintes especiales para absorber la luz interior. Mientras generan grandes cantidades de energía, estos fotovoltaicos interiores también mantienen un alto voltaje bajo poca luz, lo cual es importante para alimentar dispositivos IoT".dice Freitag.
En cooperación con la Universidad Técnica de Múnich, los investigadores han diseñado un sistema adaptativo de "administración de energía" para sensores IoT alimentados por energía solar. A diferencia de sus contrapartes con batería limitada, los dispositivos alimentados por luz se alimentan de manera inteligente de la cantidad deluz disponible. Las cargas de trabajo computacionales se ejecutan de acuerdo con el nivel de iluminación, minimizando las pérdidas de energía durante el almacenamiento y, por lo tanto, utilizando toda la energía de la luz al máximo de su disponibilidad. Combinando inteligencia artificial y aprendizaje automatizado, el sistema de células solares puede reducir el consumo de energía, la bateríadesperdicio y ayuda a mejorar las condiciones generales de vida.
En el futuro, los científicos esperan que miles de millones de dispositivos de IoT autoalimentados por células solares interiores proporcionarán todo, desde información ambiental hasta comunicaciones hombre-máquina y máquina-máquina. Estos sensores avanzados pueden mejorar aún más la próxima ola de robótica y sistemas autónomosactualmente en desarrollo.
"Las cosechadoras de luz ambiental proporcionan una nueva generación de dispositivos IoT inteligentes y autoalimentados alimentados por una fuente de energía que está en gran parte sin explotar. La combinación de alta eficiencia y bajo costo con materiales no tóxicos para la energía fotovoltaica en interiores es de suma importancia para IoTsostenibilidad ", dice Freitag.
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Materiales proporcionado por Universidad de Uppsala . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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