¿Una nueva era para los dispositivos piezoeléctricos?

Los materiales piezoeléctricos generan una carga eléctrica cuando son comprimidos rápidamente por una fuerza mecánica, algo que puede suceder cuando se produce un movimiento o hay vibraciones. Este fenómeno puede aprovecharse en sensores para medir cambios de presión, temperatura, tensión mecánica o aceleración. Los materiales piezoeléctricos podrían energizar muchos dispositivos, desde los que pueden llevarse en la muñeca como pulseras hasta los sensores de estabilidad de los puentes.

Los materiales piezoeléctricos son muy prometedores como sensores y como recolectores de energía, pero su eficacia suele reducirse drásticamente a altas temperaturas, lo que limita su uso. Los actuales captadores de energía piezoeléctricos de última generación suelen estar limitados a un rango de temperatura máxima de funcionamiento efectivo de entre 80 y 120 grados centígrados.

Sin embargo, un dispositivo piezoeléctrico desarrollado recientemente sigue siendo muy eficaz a temperaturas elevadas.

Clive Randall, director del Instituto de Investigación de Materiales (MRI) de la Universidad Estatal de Pensilvania en Estados Unidos, desarrolló el material y el dispositivo basado en él, en colaboración con investigadores de QorTek, una empresa de Pensilvania especializada en dispositivos hechos con materiales inteligentes y en electrónica con alta densidad de potencia.

El nuevo material piezoeléctrico desarrollado por los investigadores ha mostrado un buen rendimiento que se mantiene casi constante a temperaturas de hasta unos 250 grados centígrados.

Recreación artística de la actividad del nuevo captador de energía piezoeléctrico, que transforma las vibraciones mecánicas en energía eléctrica incluso a temperaturas tan elevadas como 250 grados centígrados. (Imagen: Elizabeth Flores-Gomez Murray, Penn State)

El hecho de que la composición del material le permita funcionar hasta tan alta temperatura tan bien como lo hace a temperatura ambiente es un éxito sin precedentes, ya que nadie había conseguido crear materiales piezoeléctricos capaces de funcionar eficazmente a temperaturas tan altas, tal como subraya Gareth Knowles, de QorTek y miembro del equipo de investigación y desarrollo.

Otra de las ventajas del nuevo material es que posee un nivel inesperadamente alto de producción de electricidad. Aunque en la actualidad los captadores de energía piezoeléctricos no están al nivel de dispositivos productores de energía más eficientes, como las células solares, el rendimiento del nuevo material ha resultado ser lo bastante bueno como para que encuentre aplicaciones prácticas adicionales. (Fuente: NCYT de Amazings)