Generador triboeléctrico

Generador triboeléctrico flexible

ResumenEl rápido desarrollo de los nanogeneradores triboeléctricos flexibles (TENG) se ha convertido en una alternativa a las baterías para los dispositivos vestibles. La elasticidad, la multifuncionalidad y el bajo coste son las principales líneas de desarrollo de estos dispositivos portátiles basados en TENG. En este trabajo se diseñó un generador triboeléctrico estirable con integración coplanar para la captación de energía y la detección de fuerza. Se utilizaron silicona y silicona conductora industrial para fabricar el TENG con un grosor inferior a 0,9 mm. Cuando el alargamiento era inferior al 150%, la TENG presentaba excelentes características lineales en la correspondencia resistencia-deformación por tracción, y el coeficiente de determinación era de 0,99. Este TENG extensible con una superficie de contacto suficiente de 9 cm2 podía generar una corriente de cortocircuito de 2 μA cuando estaba en contacto con la piel. Por último, se desarrolló un dispositivo portátil inteligente de control de la tensión capaz de medir eficazmente la fuerza de tracción. Este dispositivo estirable, de bajo coste y basado en la integración coplanar tiene una excelente aplicabilidad en la electrónica para llevar puesta.

Nanogeneradores

ResumenEl nanogenerador triboeléctrico (TENG) es un nuevo tipo de generador de energía que se demostró por primera vez en 2012. Los TENG han demostrado su potencial como fuentes de energía para dispositivos electrónicos y como sensores para detectar estímulos mecánicos y químicos. Hasta la fecha, los estudios sobre TENG se han centrado principalmente en optimizar los diseños de sistemas y circuitos o en explorar posibles aplicaciones. Aunque la triboelectricidad está muy relacionada con las propiedades de los materiales, los estudios sobre materiales y diseños de materiales se han investigado relativamente menos. Este artículo de revisión presenta los avances recientes en TENG, centrándose en los materiales y diseños de materiales para mejorar la salida eléctrica y el rendimiento de detección. Este artículo discute los problemas tecnológicos actuales y los retos futuros en materiales para TENG.

NPG Asia Mater 12, 6 (2020). https://doi.org/10.1038/s41427-019-0176-0Download citationShare this articleCualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard

Microgenerador

Los nanogeneradores triboeléctricos (TENG) han atraído mucha atención como dispositivos de captación de energía y sensores. En comparación con los medios experimentales, el análisis teórico es de bajo coste y ahorra tiempo para la predicción del comportamiento y la optimización estructural, y es más potente para comprender el mecanismo de funcionamiento de los TENG. En este artículo, se ha revisado sistemáticamente el sistema teórico para la simulación del funcionamiento de los TENG. Se presentan el modelo de condensador de placas paralelas, el modelo de campo eléctrico dependiente de la distancia (DDEF), las figuras de mérito (FOM) y el análisis multiparamétrico. El modelo de condensador de placas paralelas es el modelo más fundamental de TENG, que se utiliza para simular la salida de TENG con configuraciones planas. Para las TENG no planas, se propone el modelo DDEF, según el cual se supone que el campo eléctrico depende de la distancia en lugar de ser uniforme en todo el espacio. Además, para realizar la estandarización de las TENG, se proponen una serie de FOMs como herramientas de evaluación estandarizadas para el rendimiento de salida de las TENGs, que se utilizan para reflejar la influencia de los parámetros del dispositivo en la salida desde diferentes aspectos. Por último, se introduce el análisis multiparamétrico para considerar simultáneamente el impacto de múltiples parámetros en la salida de las TENG. Estas teorías constituyen el sistema teórico de simulación de TENGs, que podría utilizarse para guiar el trabajo experimental sobre TENGs e impulsar la optimización del dispositivo en la fabricación comercial.

Microgenerador

Dispositivo triboeléctrico en el que las cargas eléctricas se obtienen mediante un proceso de laminación entre dos superficies dieléctricas rígidas de materiales apropiados, una de las cuales puede ser plana. En él no existe inyección de cargas eléctricas procedentes del exterior. La separación de las cargas con la generación concomitante de potenciales eléctricos se efectúa mediante el movimiento de las piezas por triboelectrificación. Tales dispositivos son útiles en la construcción de generadores electrostáticos para la enseñanza, la investigación o la industria y como suministro esencial para dispositivos de encendido fijos o portátiles para calderas, cocinas y quemadores de gas.

Los dispositivos destinados a generar fuerzas electromotrices suelen basarse en fenómenos electromagnéticos o electroquímicos. Los llamados (aunque incorrectamente) generadores o máquinas electrostáticas utilizan procesos que implican básicamente fuerzas de culombio Los primeros suelen suministrar corrientes elevadas a tensiones bajas; las segundas suelen suministrar corrientes eléctricas débiles a tensiones muy elevadas. Las máquinas electrostáticas desempeñaron un papel importante en los primeros descubrimientos en el campo de la electricidad. Hoy en día, han quedado relegadas a usos específicos de investigación o industriales, como, por ejemplo, el suministro de altas tensiones para aceleradores de partículas y para separadores o precipitadores.