En la búsqueda de fuentes de energía sostenibles y autónomas, los nanogeneradores
triboeléctricos (TENGs) han surgido como dispositivos prometedores capaces de convertir la
energía mecánica en electricidad. Estos dispositivos aprovechan el efecto triboeléctrico, que
ocurre cuando dos materiales diferentes se frotan entre sí y generan cargas eléctricas, debido
a esto es importante encontrar materiales apropiados para generar estas cargas.
Los biopolímeros como el almidón y carragenina, han ganado atención significativa como
una alternativa prometedora a los polímeros sintéticos convencionales que se usan como
superficies activas en forma de láminas para la fabricación de TENGs. Dichos biopolímeros
se obtienen de fuentes naturales renovables, como algas, plantas y microorganismos.
Además, los biopolímeros presentan propiedades únicas que los hacen altamente atractivos
para su implementación en estos dispositivos.
La presente tesis se enfoca en la exploración de la fabricación de nanogeneradores
triboeléctricos utilizando láminas triboeléctricas obtenidas de los biopolímeros carragenina,
almidón, ulvan y los exopolisacáridos de cianobacterias. Para ello, primero se evaluó las
propiedades mecánicas y químicas de las láminas de biopolímeros. Los resultados de las
pruebas de tracción revelaron que los biopolímeros alcanzaron diferentes deformaciones y
esfuerzos máximos en respuesta a la carga aplicada. La espectroscopia FTIR confirmó que
los biopolímeros obtenidos correspondían a los esperados según el proceso de extracción
realizado.
Después de evaluar las características iniciales de las láminas de biopolímeros, se
desarrollaron prototipos de TENGs utilizando diferentes pares de láminas triboeléctricos. Se
fabricaron ocho prototipos de TENGs combinando las láminas de biopolímeros con
superficies de Kapton® y Teflón®. Se obtuvieron valores máximos de voltaje de 66.40 V en
el par triboeléctrico de Teflón® (PFTE) + carragenina, mientras que el par triboeléctrico de
kapton + ulvan generó el valor mínimo de 2.12 V. Estos resultados indican que los TENGs
pueden generar suficiente voltaje para su aplicación en dispositivos electrónicos portátiles de
bajo consumo, relacionados a LEDs, relojes o sensores. Los resultados obtenidos muestran el
potencial de los TENGs basados en biopolímeros como una fuente de energía sostenible y
autónoma.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/27154 |
| Date | 22 February 2024 |
| Creators | Urtecho Benites, Adrián Isaac |
| Contributors | Torres Garcia, Fernando Gilberto |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Perú, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/ |
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