Cómo cada paso que demos pronto podría ayudar a abordar esas facturas de combustible deslumbrantes

Puede que sea necesario un poco de trabajo preliminar por parte de los propietarios de viviendas, pero los investigadores escoceses creen que han descubierto cómo convertir eficazmente el poder de cada paso que damos para ayudar a reducir las facturas de energía del hogar.

Se está desarrollando tecnología para crear una estera súper delgada que, cuando se coloca en el piso y debajo de las alfombras del hogar, puede capturar la energía de cada paso.

Y una vez aprovechada, la energía procedente de simplemente caminar por la casa se puede acumular y almacenar hasta que haya suficiente para alimentar los artículos domésticos cotidianos, desde bombillas hasta televisores.

La tecnología, que se dice que está a sólo unos años de estar disponible comercialmente, significa que cuanto más nos levantemos del sofá y nos mantengamos activos en casa, más energía potencial se puede generar para eventualmente alimentar nuestros hogares.

El concepto de aprovechar la energía cinética humana no es nuevo: durante los Juegos Olímpicos de Londres 2012 se utilizaron losas que convertían la energía de las pisadas en aparatos eléctricos.

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Sin embargo, encontrar una forma eficiente de capturarlo utilizando nanogeneradores triboeléctricos (generadores de energía conocidos como TENG) a una escala significativa y comercialmente viable para alimentar dispositivos electrónicos, sensores e incluso artículos que consumen mucha energía, como automóviles eléctricos y drones, se ha visto obstaculizado por la baja durabilidad, producción de energía limitada e ineficiencia.

Ahora, la empresa de tecnología con sede en Stirling, Integrated Graphene, dice que es la primera en el mundo en crear un producto basado en grafeno, un material maravilloso, que puede ayudar a resolver el problema.

El grafeno es más fuerte que el acero pero liviano, flexible y un millón de veces más delgado que el diámetro de un cabello humano. Pero si bien es conductor de electricidad y calor, es difícil producirlo a escala.

Sin embargo, Integrated Graphene ha desarrollado una revolucionaria espuma de grafeno 3D, Gii™, que ahora ha probado como capa activa en un TENG.

El estudio realizado con científicos del Instituto de Películas Delgadas, Sensores e Imágenes (ITFSI) de la Universidad del Oeste de Escocia y ahora publicado en ScienceDirect, muestra la fuerza de una huella humana sobre una alfombra sensible a la presión equipada con el innovador Gii- Los sensores TENG pueden producir suficiente energía para identificar de forma anónima a las personas que entran o salen de una habitación.

Estera de presión autoalimentada UWS (Imagen: UWS)

Esto ha planteado la posibilidad de que se utilice como una solución de bajo costo, fácilmente escalable y energéticamente eficiente para monitorear la ocupación de edificios y para proporcionar datos que ayuden a los dispositivos inteligentes a optimizar los recursos energéticos al controlar la temperatura ambiente al entrar o salir.

El estudio sugiere que podría ser de particular interés para escuelas y universidades que podrían vincular la medición de la ocupación de las habitaciones a un sistema de ventilación y un monitor de CO2.

Luego podrían tomar medidas para reducir el volumen de CO2, que se ha demostrado que reduce la capacidad de concentración.

También plantea la posibilidad de que los hogares y lugares de trabajo "inteligentes" del futuro próximo estén equipados con esteras innovadoras y que la energía creada simplemente al caminar sea capturada y puesta en uso.

También podría usarse para recolectar energía de actividades como golf, correr y tenis para alimentar dispositivos inteligentes que generan datos de rendimiento, y para biosensores portátiles utilizados en el diagnóstico temprano de condiciones de salud, incluidas enfermedades cardiovasculares, gota y diabetes.

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Aunque a mayor escala, la tecnología podría usarse en carreteras para recolectar energía de los automóviles y en las aceras, de modo que los peatones puedan producir la energía necesaria para alimentar los dispositivos inteligentes circundantes vinculados al llamado Internet de las cosas.

Estos dispositivos y sensores, muchos de ellos en una escala ultrapequeña, se están volviendo comunes en la atención médica, la tecnología móvil, la navegación, los automóviles, los edificios inteligentes y la manufactura.

Si bien comparten datos que pueden conducir a un uso más inteligente de la energía, como monitorear la temperatura, la humedad, la calidad del agua y los niveles de ocupación de un edificio, se espera que la cantidad de dichos dispositivos aumente de 10 mil millones en la actualidad a 100 mil millones en 2030.

Significa que se considera crucial encontrar nuevas soluciones energéticas para alimentarlos que no dependan de cables o baterías y que potencialmente aprovechen la energía humana.

Mientras que se estima que solo el mercado del grafeno crecerá hasta alcanzar el billón de dólares en 2030.

Marco Caffio, CSO de Integrated Graphene, dijo: “Las posibilidades de Gii-TENG son infinitas, con el potencial de superar los límites de la tecnología más allá de las expectativas humanas.

“Hay múltiples usos; uno es en hogares inteligentes que son capaces de monitorear las condiciones ambientales, como si hay más CO2 en el ambiente, si las ventanas están abiertas, si es necesario aumentar o disminuir el aire acondicionado, en general, haciendo que la casa sea más eficiente energéticamente y más cómoda. .

Marco Caffio, CSO, Integrated Graphene (Imagen: Integrated Graphene)

“Otra aplicación es el sector sanitario, donde podemos controlar cuáles son las mejores condiciones para que las personas mayores se sientan cómodas en las residencias.

“Pero la principal ventaja es que es autoalimentado, por lo que no es necesario enchufar el dispositivo a la red eléctrica ni utilizar una batería.

“Una opción es ponerlo debajo de una alfombra o piso para que cuando una persona camine genere energía que pueda usarse para el sistema de monitoreo, o pueda guardar la energía en una batería o celda de combustible para usarla con otros fines. "

Dijo que un sistema de este tipo podría generar 10 vatios de energía por metro cuadrado.

En un entorno ajetreado, dijo, la simple acción de caminar se convertiría en una fuente de energía para alimentar elementos como luces, televisores y monitores.

"Nos mantendrá en forma", añadió.

Y añadió: “Existe una clara necesidad de nuevas fuentes y tecnologías de energía sostenibles que puedan satisfacer la demanda de energía derivada de nuestra dependencia de la tecnología para el trabajo, la vida y el juego.

"Nuestra plataforma Gii-TENG podría potencialmente evitar el reemplazo constante de baterías en billones de dispositivos y reducir la utilización de cables, haciendo que la tecnología IoT del futuro cercano sea inalámbrica y energéticamente autónoma".

El Dr. Carlos García Núñez, profesor de la Facultad de Computación, Ingeniería y Ciencias Físicas (CEPS) de la UWS, dijo: "A través de nuestro trabajo con grafeno integrado, hemos demostrado que el uso de material Gii como capa activa en nanogeneradores triboeléctricos (TENG) puede Funciona como una fuente de energía de recolección de energía confiable y rentable para sensores y componentes electrónicos autónomos.

“Este descubrimiento tiene un enorme potencial para la floreciente industria global de Internet de las cosas (IoT).

“Dada la necesidad global de fuentes alternativas de energía verde, los Gii-TENG pueden proporcionar potencialmente una fuente de energía sostenible para la multitud de pequeños dispositivos electrónicos que utilizamos en nuestra vida cotidiana, acercándonos un paso más a lograr una energía más verde y eficiente. -futuro abundante”.