Un grupo de investigadores de las universidades de Friburgo y Ulm (Alemania) han desarrollado una batería fotográfica monolíticamente integrada utilizando materiales orgánicos, para alimentar a los dispositivos IoT.
Los dispositivos y sensores inteligentes conectados en red pueden mejorar la eficiencia energética de los productos de consumo y los edificios al monitorizar su consumo en tiempo real. Es por ello que los dispositivos en miniatura, desarrollados bajo el concepto de IoT, requieren de fuentes de energía lo más compactas posible para poder funcionar de forma autónoma. Para este propósito se podrían utilizar baterías integradas monolíticamente que generen, conviertan y almacenen energía simultáneamente en un solo sistema, haciendo a los dispositivos más eficientes energéticamente.
Batería fotográfica monolíticamente integrada
El equipo de científicos del Grupo de Excelencia de Sistemas de Materiales Vivos, Adaptativos y Autónomos Energéticamente (liv MatS) de la Universidad de Friburgo, en colaboración con la Universidad de Ulm, ha desarrollado una batería fotográfica monolíticamente integrada que consta de una batería a base de polímero orgánico y una célula solar orgánica de múltiples uniones. La nueva batería fotográfica alcanza un potencial de descarga de 3,6 voltios, y tiene la capacidad de alimentar los dispositivos en miniatura, como sensores.
Los investigadores desarrollaron un método escalable para la batería fotográfica que les permite fabricar células solares orgánicas a partir de cinco capas activas. El equipo combinó esta célula solar de múltiples uniones con la llamada batería de iones duales, que es capaz de cargarse con corrientes elevadas, a diferencia de los cátodos de las baterías de litio convencionales.
Con un control cuidadoso de la intensidad de la iluminación y las tasas de descarga, una batería fotográfica construida de esta manera es capaz de cargarse rápidamente en menos de 15 minutos con capacidades de descarga de hasta 22 miliamperios hora por gramo (mAh g -1). En combinación con el potencial de descarga promedio de 3,6 voltios, los dispositivos pueden proporcionar una densidad de energía de 69 mWh g -1 y una densidad de potencia de 95 mW g -1.