Recolección de energía a partir de vibraciones
Las baterías electrónicas de consumo comunes adolecen de varias limitaciones que inciden sobre la capacidad de los sistemas distribuidos e inalámbricos compactos. En este contexto surge una alternativa prometedora que pasa por extraer energía eléctrica útil del entorno del dispositivo. Esta noción se denomina recolección de energía y sobre su aplicación trató el proyecto financiado con fondos europeos «Microelectromechanical generators based on high-performance piezoelectric materials» (MICROGENS). Su propósito era utilizar materiales piezoeléctricos para convertir energía cinética sin utilizar en electricidad. El dispositivo propuesto se aplicaría con materiales de la gama PMN-PT y podría aprovechar vibraciones de poca intensidad. En consecuencia, el equipo se proponía desarrollar un proceso microtecnológico adecuado. El proyecto se desarrolló durante tres años, hasta mediados de 2014. Los trabajos comenzaron con una comparación de varios materiales candidatos, seguida de un estudio del método con oro eutéctico, que permite la unión entre el silicio y los PMN-PT. Durante las investigaciones se procuró que las temperaturas de proceso permanecieran por debajo de los límites del material. Además se incorporaron varios otros procesos microtecnológicos. El consorcio diseñó y perfeccionó estructuras de parche para recolección y obtuvo así un dispositivo final de aproximadamente 1,6 cm. El dispositivo consta de cinco palancas o cantilevers de PMN-PT, de tamaño idéntico pero de masa desigual, que recolectan energía de vibración en una gama amplia de frecuencias. En las pruebas se observó un incremento de potencia 2,5 veces superior al de los materiales PZT convencionales, lo que demuestra la idoneidad del dispositivo para aplicaciones de potencia en la escala de los milivatios. La labor del proyecto deparó cuatro artículos publicados en revistas, dos conferencias invitadas y una solicitud de patente. MICROGENS deparó también nuevas técnicas de desarrollo de microtecnologías y confirmó el potencial de los PMN-PT para aplicaciones de recolección de energía. Estos dispositivos presentan numerosos otros usos posibles.
Palabras clave
Energía de vibración, PMN-PT, microtecnología, recolección de energía, piezoeléctrico
