La salud interconectada y muchas otras aplicaciones futuras requerirán conectividad a Internet entre miles de millones de sensores. Los dispositivos que permitirán estas aplicaciones deben ser pequeños, flexibles, confiables y ambientalmente sostenibles. Los investigadores deben desarrollar nuevas herramientas más allá de las baterías para alimentar estos dispositivos, porquereemplazar las baterías continuamente es difícil y costoso.
En un estudio publicado en Tecnologías avanzadas de materiales , investigadores de la Universidad de Osaka han revelado cómo el efecto termoeléctrico, o la conversión de las diferencias de temperatura en electricidad, se puede utilizar de manera óptima para alimentar dispositivos pequeños y flexibles. Su estudio ha demostrado por qué el rendimiento de los dispositivos termoeléctricos hasta la fecha aún no ha alcanzado su máximo potencial.
Los generadores de energía termoeléctrica tienen muchas ventajas. Por ejemplo, son autosuficientes y autoalimentados, no tienen partes móviles y son estables y confiables. La energía solar y la energía vibratoria no tienen todas estas ventajas. La aviación y muchas otraslas industrias usan el efecto termoeléctrico. Sin embargo, las aplicaciones para pantallas delgadas y flexibles están en su infancia.
Muchos investigadores han optimizado el rendimiento del dispositivo únicamente desde el punto de vista de los propios materiales termoeléctricos. "Nuestro enfoque es también estudiar el contacto eléctrico, o el interruptor que enciende y apaga el dispositivo", explica Tohru Sugahara, autor correspondiente del estudio"La eficiencia de cualquier dispositivo depende de manera crítica de la resistencia de contacto".
En su estudio, los investigadores utilizaron ingeniería avanzada para hacer un semiconductor de telururo de bismuto en una película de polímero delgada y flexible de 0,4 gramos y 100 milímetros cuadrados. Este dispositivo pesa menos que un clip de papel y es más pequeño que el tamaño de unuña adulta. Los investigadores obtuvieron una densidad de potencia de salida máxima de 185 milivatios por centímetro cuadrado. "La potencia de salida cumple con las especificaciones estándar para sensores portátiles y portátiles", dice Sugahara.
Sin embargo, aproximadamente el 40% de la potencia de salida posible del dispositivo se perdió debido a la resistencia de contacto. En palabras de Sugahara: "Claramente, los investigadores deberían centrarse en mejorar la resistencia de contacto térmico y eléctrico para mejorar aún más la potencia de salida".
La iniciativa Japan 5.0 Society, dirigida a ayudar a todos a vivir y trabajar juntos, propone que toda la sociedad se digitalice. Tal futuro requiere formas eficientes de interconectar nuestros dispositivos. Conocimientos tecnológicos, como los de Ekubaru, coautor principaly Sugahara son necesarios para hacer realidad este sueño.
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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