Diseño y simulación de un nanogenerador alimentado por energía mecánica

Abstract

En la actualidad los dispositivos móviles son cada vez más recurrentes en las personas, por tal motivo es necesario investigar tecnologías que los hagan más eficientes, algunas formas de mejorarlos pueden ser la auto alimentación de dichos dispositivos por medio de la nano-tecnologías y avances en el uso de materiales piezoeléctricos. Dicha autoalimentación es llevada por un nanogenerador el cual además de eliminar la batería externa de un circuito ayudará a tener carga indefinida y en un futuro no muy lejano con un arreglo de estos se podrá generar el suficiente voltaje para alimentar un dispositivo móvil tal como un celular, una computadora portátil, una agenda electrónica. Entre el 2001 hasta el 2011 se han tenido muchos avances en el desarrollo de los nanogeneradores, el objetivo de esta investigación es el diseñar una metodología para el desarrollo de un nanogenerador que sea alimentado por energía mecánica y aprovechando de sus propiedades piezoeléctricas poder generar un voltaje y lograr simularlo en un software llamado COMSOL. Se abordará sobre el desarrollo de la nanotecnología, su definición, sus orígenes para después introducirnos en los nanogeneradores sus características entre otras cosas, en seguida se contemplará una revisión bibliográfica de dichos nanogeneradores. En la metodología se revisan varias fórmulas para entender las teorías fundamentales de la electroestática, la densidad de corriente, la continuidad para poder describir el comportamiento estático y dinámico de los nanocables, Se divisará tres tipos de uniones más comunes en el desarrollo de los nanocables: tipo p-n piezoeléctricas, metal-semiconductor y de tipo metal-Wurtzite. En la ´última sección se avistará la metodología aplicada a una de las uniones que será la de tipo p-n los resultados estarán divididos en dos pruebas con diferentes valores de fuerzas mecánicas aplicadas a el nanocable y se analizarán los resultados obtenidos.