Dil03012021

Darrera actualitzacióDis, 27 febrer 2021 6pm

Back Estàs aquí:Inicio Tecnologies físiques Projectes Microbateries que s'alimenten de la calor o les vibracions

Microbateries que s'alimenten de la calor o les vibracions

El projecte europeu SiNERGY persegueix el desenvolupament de dispositius capaços de generar o collir energia de l'ambient, i emmagatzemar-la. La calor, el balanceig o les vibracions són una font d'energia que pot recarregar els sensors intel•ligents del futur.


 Dispositius que obtenen energia del moviment de la mà o sensors de pressió de neumátics alimentats per la vibració, són dos exemples de possibles aplicacions. Actualment, nombroses aplicacions de captura de dades incorporen sensors, amb el seu corresponent font d'energia: sensors de pressió en els pulsímetres que porten els corredors; d'acceleració dels telèfons mòbils; els sensors de dispositius mèdics miniaturitzats; sensors per detectar xarxes wifi; sensors de temperatura en cuines intel·ligents; sensors de moviment, d'humitat...

 

En qualsevol llar o lloc de treball és fàcil que hi hagi diversos d'aquests sensors i moltes d'aquestes aplicacions podrien estar connectades a una xarxa sense fils. Algunes estimacions parlaven de deu milions sensors al món l'any 2007, xifra que es va elevar, l'any 2013 fins als deu mil milions de sensors. Es creu que en la pròxima dècada hi haurà a la xarxa global bilions de sensors.

"Com es pot proveir de bateries a tants sensors?", assenyala Luis Fonseca, investigador de l'Institut de Microelectrònica de Barcelona del CSIC. Connectar-los a la xarxa elèctrica permanentment no és una solució. "L'autonomia energètica és una de les funcionalitats més interessants en el context d'aplicacions sense fils. A més, el reemplaçament de bateries acabarà sent impracticable des d'un punt de vista econòmic, logístic i ambiental ".

Luis Fonseca és coordinador del projecte europeu SiNERGY, que aquests dies té el seu primer workshop a Bolonya. L'objectiu del projecte, apunta Fonseca, és desenvolupar microgeneradors d'energia, petits dispositius capaços de generar energia en poca quantitat però suficient per recarregar la bateria d'un petit sensor. Per aconseguir-ho, treballaran amb materials compatibles amb la tecnologia del silici, que té una alta densitat d'integració i permet fabricar dispositius miniaturitzats, en grans quantitats ia un baix cost.

Es pot captar energia de les vibracions, de la diferència de temperatura o de les ones electromagnètiques. En el projecte, s'acoblessin els micro-generadors amb micro-bateries secundàries que emmagatzemin l'energia, de manera que els dispositius podran funcionar fins i tot quan hi hagi pics de demanda per part dels sensors. També es modificarà el disseny de de els dispositius perquè el seu consum energètic sigui el mínim possible.

La calor, el balanceig o les vibracions són una font d'energia que pot recarregar els sensors intel·ligents del futur.

Al projecte SiNERGY ja estan treballant per desenvolupar un microgenerador termoelèctric, que converteixi fluxos de calor en petites quantitats d'energia elèctrica així com un dispositiu electrostàtic i un altre piezo-elèctric, per transformar petites vibracions en energia elèctrica. En molts d'aquests casos és necessari recórrer a la integració de materials nanoestructurats per augmentar la potència elèctrica de dispositius amb una mida tan reduït. Un altre repte és aconseguir que les bateries recarregables que emmagatzemen aquesta micro-energia tinguin una llarga durada i que els seus materials i procés siguin compatibles amb el silici i la seva tecnologia. S'estan desenvolupant micro-bateries usant capes fines per disminuir la seva resistència elèctrica i amb una superfície efectiva molt alta per no minvar la seva capacitat de subministrar càrrega.

El projecte s'emmarca en el VII Programa Marc de la UE i té un pressupost de gairebé 4,8 milions d'euros, dels quals 3,7 milions són aportats per la Unió Europea. Compta amb 9 socis: l'Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC, com a coordinador; l'Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC), centre de nanotecnologia IMEC (Bèlgica), el centre Stichting IMEC Nederland (Països Baixos), la Università degli Studi di Milano (Itàlia), l'Istituto per la Microelettronica i Microsistemi del CNR (Itàlia); i les empreses Electrolux (Itàlia), la STE Engineering i Confindustria Emilia Romagna, ambdues de Itàlia.

Pagina web del projecte: SiNERGY(Silicon Friendly Materials and Device Solutions  for Microenergy Applications: http://www.sinergy-project.eu/