Textiles lavables y reciclables infundidos con células solares

Textiles lavables y reciclables infundidos con células solares


21 de mayo de 2022

(Noticias de Nanowerk) En estudios anteriores, las células solares se instalaron en las superficies, se colocaron sobre ellas o se tejieron en los hilos de los textiles.

Durante el proyecto Sun-powered Textiles de tres años, los investigadores de las facultades de física y diseño de la Universidad Aalto desarrollaron un método para unir las células solares a los textiles de una manera que los hace lavables y reduce el impacto de un problema estético. Los investigadores también tomaron medidas para hacer reciclables los textiles infundidos con células solares (Revista de investigación textil y de confección.«Células solares lavables incrustadas en textiles para dispositivos portátiles autosuficientes en energía»).

La capacidad de lavado a máquina de las células solares disponibles en el mercado no se ha investigado hasta la fecha.

“Presumimos que la estructura de la celda solar podría colapsar durante el lavado, ya que las celdas no fueron diseñadas para lavarse a máquina. El lavado es un proceso extenuante que expone los textiles y las células a presión y colisiones, especialmente durante el hilado”, dice Elina Ilén, especialista en proyectos del Departamento de Diseño de la Universidad Aalto.

Los investigadores laminaron un componente de celda solar entre textiles en una película de poliuretano resistente al agua para que el componente se pueda lavar a máquina. Luego, los textiles con el componente de celda solar se lavaron docenas de veces a 40 grados centígrados. El investigador de física Farid Elsehrawy luego midió el rendimiento de las células solares después de cada uso en la lavadora.

Cinco de las ocho muestras conservaron su eficiencia y tres perdieron alrededor del 20 por ciento de su rendimiento. Ni las celdas ni los textiles sufrieron daños. Módulos solares textiles antes (derecha) y después de 50 ciclos de lavado (izquierda) Módulos solares textiles antes (derecha) y después de 50 ciclos de lavado (izquierda). (© revista de investigación Textile and Clothing)

«Dado que la celda solar laminada entre los textiles se puede lavar a máquina, tenemos que proteger los componentes restantes. Nuestra idea es que todos los componentes eléctricos del tejido inteligente puedan estar en el mismo contenedor junto con la célula solar. Esto nos daría un dispositivo electrónico lavable a máquina que está incrustado en textiles y cuya batería nunca necesita ser cargada o reemplazada”, dice Janne Halme, profesora universitaria en el Departamento de Física Aplicada.

Rendimiento duradero y reciclaje eficiente

Cualquier celda solar colocada debajo del tejido al que está unida debe tener un área de superficie significativamente mayor que una celda colocada encima. Una pieza de tela normal usa alrededor del 70 por ciento de la capacidad de una celda; el porcentaje es menor para una tela más porosa.

Los factores decisivos para la transmisión de luz de los textiles son el material, la transparencia y la sección transversal de la fibra, la estructura de los hilos, el grosor y el tejido de la tela, los colores y el procesamiento. Los colores claros transmiten mejor la luz que los colores oscuros, pero un tejido negro como la tinta y completamente opaco también puede funcionar.

Las células solares comerciales utilizadas en el estudio consistían en un solo cristal y estaban hechas de silicio. Pueden ver luz invisible a simple vista, que en realidad es la mayor parte de la luz solar. El infrarrojo es un ejemplo de una luz tan invisible.

Ocultar el tejido consume parte de la energía de la celda solar, pero mejora su durabilidad ya que está mejor protegido del mundo exterior.

«Una célula en la superficie también domina el aspecto de la ropa, convirtiéndola en una armadura similar a la de un robot. Tener una celda adentro hace que el producto sea mucho más sabroso visualmente y da la oportunidad de personalizar visualmente el producto de acuerdo con los deseos y necesidades del usuario”, dice Ilén.

Los investigadores utilizaron textiles cuyas fibras consistían en un solo material y, por lo tanto, podían reciclarse de la manera más eficiente posible. Los componentes electrónicos se pueden separar del material calentándolos primero y luego arrancándolos.

«Anteriormente, las células solares se tejían en textiles como piezas diminutas, lo cual es una mala idea en términos de reciclaje», dice Halme.

Medidor de humedad y cortinas autoajustables

La cantidad de energía que reciben las células depende de su tamaño, cantidad y ubicación. La cantidad de energía requerida está dictada por la aplicación de uso. Una consideración crucial es la frecuencia con la que la aplicación envía datos. Algunas de las funciones que consumen más energía incluyen el envío de información, la realización de cálculos y la proyección en pantallas. Por eso, las células solares ocultas en los textiles no son suficientes para cargar un teléfono inteligente o un reloj inteligente, pero son adecuadas para medir la temperatura y la humedad, por ejemplo.

El equipo de investigación cree que la ropa de trabajo es actualmente la aplicación más potencial para los textiles de células solares. Son más gruesos que la ropa normal, por lo que las celdas tienen un impacto limitado en la apariencia de la ropa.

“Las cortinas son otra excelente manera de recolectar energía solar. Podían sentir la cantidad de luz y ajustarse en consecuencia”, dice Ilén.

El objetivo del proyecto de investigación era desarrollar soluciones técnicas para su uso en muchas aplicaciones diferentes. Halme aconseja a cualquiera que quiera pensar en otras aplicaciones para la solución que considere qué valor agregado puede aportar:

“Vale la pena considerar las celdas solares escondidas debajo de los textiles como fuente de energía para los dispositivos eléctricos que necesitan adherirse a los textiles por una razón u otra, verse y sentirse como una tela, ser lavables a máquina, usar la menor cantidad de energía posible y, de lo contrario, la batería es muy difícil o demasiado caro para cargarlo o reemplazarlo”.



Related post

Los datos «falsos» ayudan a los robots a aprender más rápido (con video)

Los datos «falsos» ayudan a los robots a aprender…

29 de junio de 2022 (Noticias de Nanowerk) En un paso hacia los robots que pueden aprender sobre la marcha como…
Dos mujeres arrestadas con 109 animales salvajes vivos en el aeropuerto

Dos mujeres arrestadas con 109 animales salvajes vivos en…

Dos mujeres indias fueron arrestadas en el aeropuerto de Suvarnabhumi en Bangkok, Tailandia, luego de que se las encontrara con 109…
El nuevo láser semiconductor monomodo ofrece rendimiento con escalabilidad

El nuevo láser semiconductor monomodo ofrece rendimiento con escalabilidad

29 de junio de 2022 (Noticias de Nanowerk) Los ingenieros de Berkeley han desarrollado una nueva generación de láseres semiconductores que…

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.