Nuevos bionanomateriales para el desarrollo sostenible de sistemas flexoeléctricos avanzados de captación y almacenamiento de energía limpia

"Tradicionalmente se ha intentado reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) con el desarrollo de nuevas fuentes de energías limpias para la generación de electricidad para instalaciones a gran escala. Sin embargo, cada vez se utilizan más dispositivos portables, inteligentes e interconectados, que utilizan sensores y tecnologías del tipo IoT (Internet de las Cosas). Se estima que se llegará a tener unos tres trillones de sensores funcionando en el futuro. En países en vías de desarrollo como el Perú, se cree que este tipo de tecnologías presentan una oportunidad para acortar la brecha de desarrollo tecnológico que separa regiones más adelantadas de las zonas rurales. No se podrán disminuir las emisiones de GEI si no se desarrollan tecnologías adecuadas para proveer de energía a este tipo de dispositivos, que tienen características diferentes a las instalaciones industriales de gran escala. El objetivo central del proyecto es desarrollar una tecnología que permita fabricar un captador/almacenador de energía para aparatos electrónicos autoalimentados (self-powered) utilizando biopolímeros (celulosa y polisacáridos de algas) con dos tipos de nanomateriales avanzados: i) MXenos y ii) estructuras metal-orgánicas (MOFs). Los objetivos específicos son: i) Extraer celulosa y polisacáridos a partir de recursos naturales renovables, ii) Sintetizar estructuras metal-orgánicas (MOFs) y compuestos MXenos, iii) Sintetizar bionanocompuestos y materiales híbridos a partir de biopolímeros, MOFs y MXenos, iv) Caracterizar las propiedades flexoeléctricas y conductoras de los bionanocompuestos preparados, v) Diseño y construcción del dispositivo de captación/almacenamiento energético en base a los bionanocompuestos preparados y vi) Validación del desempeño de captador/almacenador de energía desarrollado. De esta manera se tendrá disponible una nueva tecnología que permita dar energía a aparatos electrónicos portátiles y evitará el uso de baterías (difíciles de reciclar y con una alta huella de carbono) y energía eléctrica de la red. Esta tecnología contribuirá con la generación de energía limpia y la reducción de GEI."

Desarrollar una tecnología que permita fabricar un captador/almacenador de energía para aparatos electrónicos autoalimentados (self-powered) utilizando biopolímeros (celulosa y polisacáridos de algas) con dos tipos de nanomateriales avanzados: i) MXenos y ii) estructuras metal-orgánicas (MOFs).

•Extraer celulosa y polisacáridos a partir de recursos naturales renovables. •Sintetizar estructuras metal-orgánicas (MOFs) y compuestos MXenos. •Sintetizar bionanocompuestos y materiales híbridos a partir de biopolímeros, MOFs y MXenos. •Caracterizar las propiedades flexoeléctricas y conductoras de los ionanocompuestos preparados. •Diseño y construcción del dispositivo de captación/almacenamiento energético en base a los bionanocompuestos preparados. •Validación del desempeño de captador/almacenador de energía desarrollado.

El resultado central es el desarrollo de la tecnología que permita fabricar un captador/almacenador flexoeléctrico a partir de biopolímeros (celulosa y polisacáridos de algas), estructuras órgano-metálicas (MOFs) y MXENOs.

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Desarrollo tecnologico

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• 14 — Ciencias e ingeniería de los materiales

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