Миниатюрный наногенератор

В последние годы идея использования окружающей энергии в форме света, вибрации, тепла, радиоволн и т. д. становится все более привлекательной.

Представьте, что вы на несколько секунд потираете воздушный шар о волосы. Что с ними происходит?Энергия, которая образовалась после такого взаимодействия, может быть «запакована» и сохранена для дальнейшего использования.

Недавно изобретенный трибоэлектрический наногенератор представляет собой многообещающий подход для сбора энергии окружающей среды и преобразования ее в электрическую энергию на основе трибоэлектричества.

Трибоэлектрический эффект – довольно интересное природное явление, заключающееся в том, что при трении двух материалов или веществ (например, с разной плотностью) между ними происходит разделение зарядов.

Энергия ветра — один из самых экономически эффективных и недорогих источников энергии, доступных сегодня. Ученые создали миниатюрный генератор, использующийэнергию ветра. Станет ли он бесконечным источником энергии для мобильных телефонов и дополнит или заменитветряные турбины – покажет время.

Исследователи разработали «крошечную ветряную турбину», которая улавливает энергию ветра. КПД составляет 3,23%.

Устройство состоит из двух пластиковых полос (трибоэлектрических пленок), которые размещены в трубке длиной 8 сантиметров, под действием воздушного потока полосы «схлопываются», создавая статическое электричество генерируют энергию. Процесс выработки электроэнергии реализуется последовательностью движения контакт-распространение-разделение, вызванное их колебаниемч. Фактическая, выходная мощность будет зависеть от площади контакта, а максимальная площадь контакта была рассчитана с использованием моделирования.

Миниатюрный генератор может работать при слабом ветре до 1,6 м/с, но лучше всего оно работает при скорости ветра от 4м/с до 8 м/с, что примерно соответствует скорости обычного байкера.

Каксообщают исследователиCell Reports Physical Science,устройство можетпитать до 100 светодиодных ламп, а также датчики температуры. По словам ученых, в ближайшее время избретение, хоть и не заменит обычные ветряные турбины, но может стать недорогим решением для питания небольшой электроники, такой как удаленные датчики и камеры безопасности.

«Наногенератор» в настоящее время может улавливать достаточноэнергииот легких ветров, например, создаваемых при быстрой прогулке, для питания 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.

Новое устройство считается наиболее эффективным из когда-либо созданных наногенераторов.

Ближайшая цель ученых — сделать его более эффективным, чтобы обеспечить бесперебойное и устойчивое энергоснабжение небольшихмобильных устройств, разработав наногенератор размером с монету.

Вторая цель — дополнить ветряные турбины, позволяющие справляться с ветрами, которых они в настоящее время не могут достичь, т.е увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами и разместить эти устройства там, где традиционные ветряные турбины недоступны, например, в горах или на крыше зданий для обеспечения устойчивой энергетики.

В отличие от турбин, в которых используются катушки и магниты, где затраты фиксированы, новая разработка позволяет подбирать недорогие и доступные материалы.

Миниатюрный генератор также можно безопасно использовать в заповедниках или городах, потому что он не имеет вращающихся частей.