KRISS desarrolla metamaterial para capturar y amplificar microvibraciones para mejorar la recolección de energía

Instituto de Investigación de Estándares y Ciencias de Corea, Daejeon, Corea del Sur

Metamaterial desarrollado por KRISS. (Imagen:Instituto de Investigación de Estándares y Ciencias de Corea)

El Instituto de Investigación de Estándares y Ciencias de Corea (KRISS) ha desarrollado un metamaterial que atrapa y amplifica las microvibraciones en áreas pequeñas. Se espera que esta innovación aumente la producción de energía de la recolección de energía, que convierte la energía de vibración desperdiciada en electricidad, y acelere su comercialización.

La recolección de energía se refiere a la tecnología que convierte la 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 de energía, se usa comúnmente, presenta limitaciones como una producción inconsistente y la incapacidad de generar energía bajo ciertas condiciones climáticas.

Por el contrario, la utilización de vibraciones ubicuas como fuente de energía permite una generación de energía estable sin las limitaciones ambientales circundantes. Esta es la razón por la que la recolección de energía de vibración continúa ganando atención como una futura fuente de energía para los sensores de Internet de las cosas (IoT) que requieren un suministro de energía constante las 24 horas del día, los 7 días de la semana y dispositivos médicos portátiles que deberían medir la presión arterial y los niveles de azúcar en tiempo real.

Los principales problemas que impiden la recolección de energía vibratoria son que tiene una menor potencia de salida y mayores costos de producción, lo que la convierte en un mal candidato para aplicaciones prácticas. Si bien la cantidad de energía producida es proporcional a la magnitud de la vibración recolectada, la mayoría de las vibraciones que encontramos en la vida diaria son pequeñas.

Para superar este importante problema, se deben instalar numerosos dispositivos de conversión, como elementos piezoeléctricos, en múltiples ubicaciones que estén expuestas a vibraciones relativamente grandes.

El metamaterial desarrollado por KRISS atrapa y acumula microvibraciones en su interior y las amplifica más de 45 veces. Esto permite la generación de energía eléctrica a gran escala en relación con la pequeña cantidad de elementos piezoeléctricos que se utilizan. Al aplicar la recolección de vibraciones 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.

En particular, el metamaterial recientemente desarrollado tiene una estructura delgada y plana aproximadamente del tamaño de la palma de la mano de un adulto, lo que le permite fijarlo fácilmente a cualquier superficie donde se produzcan vibraciones. Como su estructura se puede modificar fácilmente para adaptarse al objeto al que se unirá, su gama de aplicaciones es diversa, desde sensores de diagnóstico que verifican daños en edificios de gran altura o grandes puentes hasta pequeños biosensores que monitorean las condiciones de salud de las personas.

"Esta investigación es la primera en el mundo en acumular y amplificar vibraciones con éxito utilizando un metamaterial de superficie que atrapa temporalmente las vibraciones", dijo el investigador principal Lee Hyung Jin del Grupo de Acústica, Ultrasonido y Metrología de Vibraciones de KRISS.

El investigador principal Seung Hong Min del Grupo de Metrología No Destructiva también expresó su interés y comentó:"Los metamateriales se pueden utilizar para desarrollar sensores de alta precisión y alta sensibilidad de próxima generación amplificando en gran medida las vibraciones ultrafinas que eran difíciles de medir con sensores convencionales".

Para obtener más información, comuníquese con Eunhye Bae en Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Necesita activar JavaScript para verlo..