Generarea electricității prin dispozitive atașate la haine

O echipă de cercetători de la DGIST, condusă de profesorul Jang Kyung-In din cadrul Departamentului de Robotică și Inginerie Mecatronică, a dezvoltat un dispozitiv piezoelectric tridimensional extensibil, capabil să genereze electricitate din mișcările corpului. Acest dispozitiv poate fi integrat în haine sau atașat direct pe piele, deschizând noi posibilități pentru tehnologia purtabilă și soluțiile energetice sustenabile.

Tehnologia: efectul piezoelectric și provocările sale

Dispozitivele de recoltare a energiei purtabile utilizează în principal două efecte:

• Efectul triboelectric: Generarea de electricitate prin frecarea dintre materiale.
• Efectul piezoelectric: Producerea de electricitate prin aplicarea stresului mecanic asupra unor materiale specifice.

Dispozitivul dezvoltat de echipa profesorului Jang folosește plumb zirconat titanat (PZT), un material renumit pentru performanțele sale piezoelectrice deosebite. Cu toate acestea, natura fragilă și rigidă a PZT-ului a limitat utilizarea sa în aplicații purtabile și extensibile până acum.

Inovațiile dispozitivului

Pentru a depăși aceste provocări, echipa de cercetători a introdus mai multe avansuri tehnologice revoluționare:

1. Structură tridimensională extensibilă: PZT-ul a fost proiectat într-o configurație tridimensională care își păstrează eficiența energetică ridicată, fiind în același timp flexibil și durabil.

2. Electrozi specifici curburii: Un design inovator al electrozilor împarte zonele de colectare a energiei în secțiuni separate, prevenind anularea semnalelor electrice generate în timpul mișcării.

Aceste inovații au dus la o eficiență energetică de 280 de ori mai mare decât cea a dispozitivelor piezoelectrice extensibile convenționale.

Aplicații practice

Acest dispozitiv piezoelectric extensibil poate genera electricitate din mișcări precum întinderea pielii sau mișcările articulațiilor. Aplicațiile sale potențiale includ:

• Electronice purtabile: Alimentarea ceasurilor inteligente, a dispozitivelor de monitorizare a sănătății sau a trackerelor de fitness.
• Monitorizarea sănătății: Oferirea de energie pentru biosenzorii atașați pe piele.
• Soluții energetice sustenabile: Reducerea dependenței de baterii prin recoltarea energiei din activitățile zilnice.

Perspective de viitor și comercializare

„Această tehnologie extrem de eficientă pentru recoltarea energiei piezoelectrice extensibile reprezintă o realizare majoră”, a declarat profesorul Jang. Echipa estimează că, după comercializare, tehnologia va permite utilizarea practică a dispozitivelor purtabile autoalimentate.

Susținută de Fundația Națională de Cercetare din Coreea și de Programul de Cercetare Digital Bio al NAVER, această cercetare deschide calea către soluții energetice inovatoare. Rezultatele au fost publicate în prestigiosul jurnal ACS NANO, evidențiind importanța sa în nanostiință și tehnologia purtabilă.