¡Hogares inteligentes en ladrillos electrónicos!

Las piedras como el mármol y el granito son materiales naturales y ecológicos que ya utilizan muchas personas para construir o renovar casas. En un movimiento para integrar el almacenamiento de energía en estos materiales, los investigadores ahora han fabricado micro-supercondensadores en la superficie de las baldosas de piedra. Los dispositivos informados en ACS Nano son duraderos y fáciles de escalar para fuentes de alimentación 3D personalizables.

Sería apropiado que las superficies de las habitaciones pudieran cargar dispositivos domésticos inteligentes u otros dispositivos electrónicos pequeños sin estar conectados a la red eléctrica. Y si bien la piedra es un material ampliamente utilizado para pisos, encimeras y protectores contra salpicaduras decorativos, no se ha incorporado a dispositivos de almacenamiento de energía como baterías y capacitores.

Pero las piedras, incluso aquellas que están pulidas y parecen lisas, tienen protuberancias y muescas microscópicas, lo que dificulta la conexión de componentes eléctricos. Recientemente, los investigadores han descubierto cómo colocar microsupercondensadores, que tienen velocidades de carga y descarga rápidas y una excelente retención de la fuente de alimentación, en superficies irregulares utilizando láseres. Entonces, Bongchul Kang y sus colegas querían adaptar este enfoque para construir microsupercondensadores en mármol.

Los investigadores modelaron una solución de nanopartículas de óxido de cobre en una baldosa de mármol en dos lados en forma de peine con dientes intercalados. Apuntaron un láser de infrarrojo cercano a las nanopartículas, creando electrodos hechos de cobre puro que eran porosos, altamente conductores y firmemente adheridos a la superficie de la piedra.

Para formar el microsupercondensador, los investigadores depositaron óxido de hierro en uno de los electrodos para formar un cátodo y óxido de manganeso en el otro para formar un ánodo. La capa de electrolito que conecta los electrodos se hizo a partir de una solución de perclorato de litio y polímero. En las pruebas, el dispositivo retuvo una alta capacidad de almacenamiento de energía incluso después de 4000 ciclos de carga y descarga. Cuando se unieron varios dispositivos de microenergía en una matriz de tres por tres, se almacenó suficiente energía para encender un LED.

Además, las reservas de energía de piedra eran excepcionalmente resistentes a los impactos fuertes y podían reciclarse rápidamente. Los investigadores dicen que los dispositivos de microenergía de piedra podrían generar energía poderosa, personalizable y convenientemente accesible a partir de materiales de construcción naturales.

El artículo de ACS Nano se puede leer aquí.