KRISS Desarrolla Metamaterial que Captura y Amplifica Microvibraciones para Cosecha de Energía Mejorada

Instituto Coreano de Estándares y Ciencia, Daejeon, Corea del Sur

Metamaterial desarrollado por KRISS. (Imagen: Instituto Coreano de Estándares y Ciencia)

Innovación en cosecha de energía vibracional

El Instituto Coreano de Estándares y Ciencia (KRISS) ha desarrollado un metamaterial que atrapa y amplifica microvibraciones en áreas pequeñas. Se espera que esta innovación aumente la potencia de salida de la cosecha de energía, que convierte la energía de vibración desperdiciada en electricidad, y acelere su comercialización.

Ventajas de la energía vibracional frente a la solar

La cosecha de energía se refiere a tecnología que convierte energía desperdiciada en forma de calor, luz y vibración en energía eléctrica. Si bien la generación de energía solar, que utiliza la luz solar como fuente, es común, plantea limitaciones como salida inconsistente e incapacidad para generar energía bajo ciertas condiciones climáticas.

En cambio, utilizar vibraciones ubicuas como fuente de energía permite una generación de energía estable sin restricciones ambientales circundantes. Por eso la cosecha de energía vibracional sigue ganando atención como futura fuente de energía para sensores de Internet de las Cosas (IoT) que requieren suministro de energía constante 24/7 y dispositivos médicos portátiles que deben medir presión arterial y niveles de azúcar en tiempo real.

Problema principal: baja potencia y alto coste

Los principales problemas que obstaculizan la cosecha de energía vibracional son que tiene menor potencia de salida y mayores costes de producción, lo que la convierte en una mala candidata para aplicación práctica. Si bien la cantidad de potencia producida es proporcional a la magnitud de la vibración cosechada, la mayoría de las vibraciones que encontramos en la vida diaria son diminutas.

Para superar este problema significativo, numerosos dispositivos de conversión, como elementos piezoeléctricos, deberían instalarse en múltiples ubicaciones expuestas a vibraciones relativamente grandes.

Solución: metamaterial que amplifica 45 veces

El metamaterial desarrollado por KRISS atrapa y acumula microvibraciones dentro de sí mismo y las amplifica en más de 45 veces. Esto permite la generación de energía eléctrica a gran escala relativa al pequeño número de elementos piezoeléctricos utilizados. Al aplicar la cosecha de vibración con el metamaterial desarrollado, el equipo de investigación ha logrado generar más de cuatro veces más electricidad por unidad de área que las tecnologías convencionales.

Diseño delgado, plano y adaptable

En particular, el metamaterial recién desarrollado tiene una estructura delgada y plana aproximadamente del tamaño de la palma de un adulto, permitiendo que se adhiera fácilmente a cualquier superficie donde ocurra vibración. Como su estructura puede modificarse fácilmente para adaptarse al objeto al que se adherirá, su gama de aplicaciones es diversa, desde sensores de diagnóstico que verifican daños en edificios altos o grandes puentes hasta pequeños biosensores que monitorizan condiciones de salud de individuos.

"Esta investigación es la primera en el mundo en acumular y amplificar vibraciones exitosamente usando un metamaterial de superficie que atrapa temporalmente las vibraciones", dijo el Investigador Senior Lee Hyung Jin del Grupo de Metrología de Acústica, Ultrasonido y Vibración en KRISS.

"Los metamateriales pueden usarse para desarrollar sensores de próxima generación de alta precisión y alta sensibilidad al amplificar enormemente vibraciones ultrafinas que eran difíciles de medir con sensores convencionales", comentó el Investigador Senior Seung Hong Min del Grupo de Metrología No Destructiva.

Para más información, contacte a Eunhye Bae en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita tener JavaScript habilitado para verla..