MicroGen Systems, una startup con sede en Nueva York (EE.UU.), está desarrollando chips recolectores de energía diseñados para utilizarse en sensores inalámbricos similares a los que se emplean para controlar la presión de los neumáticos y las condiciones ambientales. Estos chips convierten la energía de las vibraciones presentes en el ambiente en electricidad que después se utiliza para cargar una pequeña batería. Los chips eliminarían la necesidad de cambiar las baterías de estos dispositivos, algo que actualmente requiere acudir a un mecánico o, para las redes de sensores que se encuentran ampliamente distribuidas, una gran cantidad de trabajo preliminar.

El núcleo de los chips de MicroGen es una matriz de un centímetro cuadrado compuesta por diminutos salientes o voladizos de silicio que oscilan cuando el chip sufre una fuerza de empuje. En la base de los voladizos se encuentra una pequeña cantidad de material piezoeléctrico: cuando se tensa por las vibraciones, produce un potencial eléctrico que se puede usar para generar corriente eléctrica. El conjunto de salientes está montado en la parte superior de una batería de película delgada y del tamaño de un sello que almacena la energía que generan. La corriente pasa desde la matriz piezoeléctrica a través de un dispositivo que hace que la corriente sea compatible con la batería. Por ejemplo, cuando el chip se ve sacudido por las vibraciones de una rueda giratoria, puede producir alrededor de 200 microvatios de potencia.

"Si somos capaces de crearlo en pequeño tamaño, 200 microvatios es potencialmente una cantidad muy útil", afirma David Culler, presidente de ciencias informáticas en la Universidad de California, en Berkeley (EE.UU.), y pionero en el desarrollo de redes inalámbricas de sensores para la vigilancia ambiental y otras aplicaciones . Sin embargo -señala- los ingenieros están desarrollando "millones y millones de recolectores" que producen energía a partir de la luz, el calor, las ondas de frecuencia de radio o la vibración, y la convierten en electricidad que puede usarse inmediatamente o almacenada en una batería. Culler cree que la energía solar es la tecnología a superar por la mayoría de las aplicaciones de sensores inalámbricos.

Robert Andosca, fundador y presidente de MicroGen Systems, afirma que lo que distingue a su tecnología de otros recolectores de energía vibratoria es que utiliza un material patentado y no tóxico, puesto que el material piezoeléctrico más común, llamado PZT, contiene plomo. 

Andosca también asegura que los costes de fabricación deberían ser relativamente bajos. Los demás dispositivos piezoeléctricos de recolección de energía son grandes y deben ensamblarse a mano, aumentando el coste de producción a cientos de dólares. Dado que las matrices de voladizos de MicroGen se basan en sistemas mecánicos microeléctricos de silicio, o MEMS (por sus siglas en inglés), su tamaño es pequeño y se pueden fabricar de forma económica en los mismos equipos que se emplean para producir chips de ordenador. La compañía espera crear recolectores de energía por aproximadamente un dólar cada pieza, dependiendo del volumen.

MicroGen, una compañía vinculada a la Universidad de Vermont (EE.UU.), ha estado utilizando una fundición de la Universidad de Cornell y ha enviado muestras de los dispositivos a los fabricantes de semiconductores más importantes. La compañía espera poder alquilar tiempo de fabricación en una línea de MEMS comerciales y empezar a vender sus productos en un año.

El primer mercado en el que Andosca espera entrar es el de las baterías para los sensores de presión de los neumáticos. Según las leyes de Estados Unidos, estos sensores son de instalación obligatoria en los coches nuevos, ya que la optimización de la presión de los neumáticos ahorra combustible. "Resulta muy incómodo cambiar las baterías", afirma. Hoy día, deben reemplazarse cada tres años. Según Andosca cada año se instalan en automóviles 64 millones de estas baterías. Se espera que los chips recolectores y almacenadores de energía duren toda la vida útil del coche.