Nanogeneradores De Energia

NANOGENERADOR DE ENERGIA ELECTRICA CONTINUA

RESUMEN: Este trabajo esta orientado al desarrollo de un dispositivo que cosecha energía desde el ambiente para proporcionar corriente directa. Los investigadores han demostrado un prototipo de generador en escala manométrica que produce corriente eléctrica continuamente, cosechando energía mecánica desde fuentes ambientales como ondas de ultrasonido, vibraciones mecánicas o flujos de sangre. Basados en un arreglo de nanocables de oxido de zinc verticalmente alineados que se mueven en forma de “zig-zag” dentro de una placa de electrodos; el navegador podría proporcionar una nueva forma de suministrar energía a nanoescala sin baterías u otras fuentes externas de potencia.

PALABRAS CLAVES: Dispositivo, energía, corriente directa, generador, energía mecánica, onda de ultrasonido, vibraciones mecánicas, nanocables.

ABSTRACT: This work is aimed at development of a device to harvest energy from the environment to provide direct current. Researchers have demonstrated a prototype gauge scale generator that produces electricity continuously harvesting mechanical energy from environmental sources as ultrasonic waves, mechanical vibration or blood flow. Based on an array of zinc oxide nanowires vertically aligned that move as a "zig-zag" within a plate electrode, so the browser could provide a new way of powering nanoscale without batteries or other external sources power.

KEY WORDS: Device, energy, direct current, generator, mechanical energy, ultrasonic waves, mechanical vibration, nanowires.

INTRODUCCION

“Los nanogeneradores permiten cosechar o recibir energía desde muchas fuentes para potenciar diversos dispositivos”.

Los nanogeneradores sacan provecho de las dos propiedades únicas de piezoelectricidad y semiconductividad de las nanoestructuras del oxido de zinc, las cuales producen pequeñas cargas eléctricas cuando son flexionadas.

La fabricación comienza con el crecimiento del arreglo de los nanocables alineados verticalmente separados aproximadamente media micra, en zafiro o un substrato de polímero flexible.

Una capa de oxido de zinc se agrega encima del substrato para colectar la corriente.

Los investigadores fabrican electrodos en zig-zag de silicio, que contiene miles de extremidades a escala manométrica, hechas conductoras al ser recubiertas por platino. El electrodo es puesto encima del arreglo de nanocables, dejando un justo espacio suficiente para que un número significativo de nanocables, estén libres para flexionarse entre los dos espacios creados por las extremidades. Movidos por energía mecánica como ondas o vibraciones, los nanocables periódicamente contactan las extremidades, transfiriendo sus cargas eléctricas. Al capturar las diminutas cantidades de corriente producida por cientos de nanocables mantenidos en movimiento, los generadores producen una corriente directa en el rango del nano-Amperio.

Wang y los miembros de su grupo Xudong Wang, Tiuhui Song y Tin Lin esperan que con la optimización, su generador pueda producir 4 watts por cm³, esto calculado solo para un nanocable. Eso seria suficiente para suministrar energía en un amplio rango de aplicaciones de defensa a escalas nanometricas ambientales y biomédicos, incluyendo bio-sensores implantados en el cuerpo, monitores ambientales y hasta nanorobots.

Hace más o menos un año; en la revista Science en el número del 14 de Abril de 2006, el grupo de investigadores de Wang publico el concepto a favor de los nanogeneradores. En este tiempo, los nanogeneradores podrían cosechar energía justo de un nanocable para un tiempo determinado dado por el arrastre de una fuerza microscópica atómica sobre la punta de esta (AFM). Hecha de una capa de platino-silicón; la punta sirvió como una barrera de Schottky, ayudando a acumular y preservar la carga eléctrica dada `por la flexión del nanocable y asegurando el flujo de corriente en un sola dirección.

La múltiple conductividad de estos es similar a la dada por las puntas de un AFM, el nuevo electrodo en zig-zag sirve como una barrera Schottky de 100 a miles de cables simultáneos, este arreglo de los nanocables cosecha energía.

“Producir un electrodo superior como un único ensamble es tecnología de punta”.

“Ahora se pode producir, energía para aplicaciones de escala nanometricas”.

“Se necesito un mejor control del tamaño de densidad y uniformidad de los cables”.

“Se cree que se pueden hacer muchos millones, a aún, billones de nanocables simultáneamente para producir corriente, que nos permita optimizar la operación del manejador”.

En su laboratorio los investigadores apuntaron una junta de ultrasonido a su nanogenerador para medir la salida de una corriente por poco o más de una hora. El flujo de corriente fue continuo mientras el generador estuvo operando.

Se descarto otra fuente de medida de corriente, en donde los investigadores substituyeron por nanotubos de carbón, (los cuales no eran piezoeléctricos) a los nanocables de oxido de zinc, y usaron un electrodo que fue descargado. En este caso, los resultados no dieron producción de corriente.

Proveer energía en escala nanometrica fue por mucho tiempo un desafío. Las baterías y otras fuentes tradicionales son demasiado grandes y tienden a mejorar las ventajas en tamaño de nanodispositivos y como las baterías contienen materiales

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