En la última década, los dispositivos electrónicos vestibles (que se pueden llevar puestos como prendas de vestir) se han vuelto cada vez más populares, especialmente los que tienen aplicaciones relacionadas con la salud, pero la comunidad científica sigue buscando la mejor forma de energizarlos.
Las baterías tradicionales son actualmente la solución más empleada, pero suelen ser demasiado rígidas y no duran mucho con un uso continuado. Las técnicas de transferencia inalámbrica de energía ofrecen otra solución, pero estos sistemas tienen un alcance limitado y no son portátiles.
Ahora unos científicos han desarrollado un nuevo método para extraer agua de la humedad del aire y generar electricidad a partir de esa agua. Para ello se usa un dispositivo vestible, basado en papel.
El logro es obra de Seokheun “Sean” Choi, Anwar Elhadad y Yang “Lexi” Gao, los tres de la Universidad de Binghamton en el Estado de Nueva York, Estados Unidos.
El nuevo dispositivo es capaz de suministrar electricidad de manera continuada y con alta eficiencia mientras siga habiendo algo de humedad en el ambiente.
El mecanismo básico de generación de electricidad se basa en la formación y la ruptura de enlaces de hidrógeno en las moléculas de agua cuando interactúan con grupos funcionales superficiales. Esta interacción genera numerosos iones positivos y negativos. Cuando se establece un gradiente de concentración de estos iones, se induce una diferencia de potencial entre dos electrodos, lo que permite que fluya una corriente.
El generador eléctrico del dispositivo utiliza esporas bacterianas como grupo funcional. Tan singular componente ha sido posible gracias a los conocimientos que el Laboratorio de Bioelectrónica y Microsistemas de Choi ha adquirido sobre biobaterías eléctricas en los últimos 15 años.
La absorción de la humedad se mejora añadiendo una capa de papel que es hidrófoba por un lado e hidrófila por el otro, lo que atrae las moléculas de agua y las mantiene dentro del dispositivo hasta que se procesan.
Las posibles mejoras y perfeccionamientos del dispositivo vestible incluyen el aumento de la potencia de salida, el desarrollo de un método de almacenamiento de energía, la integración con otras técnicas de captación de energía y la reducción del tamaño del dispositivo.
Choi y sus colegas exponen los detalles técnicos de su avance tecnológico en la revista académica Small, bajo el título “A Paper-Based Wearable Moist–Electric Generator for Sustained High-Efficiency Power Output and Enhanced Moisture Capture”.
