Η φορητή γεννήτρια τροφοδοτεί μικρές συσκευές ασφαλείας

Χρονική σήμανση: 18 Φεβρουαρίου 2022 2:00 π.μ.
Κόμβος πηγής: 1179682

TSUKUBA, Ιαπωνία, 18 Φεβρουαρίου 2022 – (ACN Newswire) – Μια νέα συσκευή που μοιάζει με ραβδί, με βάση το νερό μπορεί να μετατρέψει την ενέργεια από την κίνηση σε ηλεκτρική. Η τεχνολογία, η οποία αναφέρθηκε στο περιοδικό Science and Technology of Advanced Materials, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία φορητών συσκευών, όπως τα φώτα ασφαλείας.
Η φορητή γεννήτρια ραβδιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία μιας σκυτάλης φαναριού ασφαλείας με 100 LED.


Με το αυξανόμενο ενδιαφέρον για το διαδίκτυο των πραγμάτων και τα μικρά ηλεκτρονικά είδη, υπάρχει μεγάλη ζήτηση για φορητές πηγές ενέργειας. Ένας τρόπος παραγωγής ενέργειας είναι η συλλογή ενέργειας από το περιβάλλον, όπως θερμική, ηλιακή ή μηχανική ενέργεια. Για να συλλάβουν τη μηχανική ενέργεια - την ισχύ που παίρνει ένα αντικείμενο από τη θέση και την κίνησή του - οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει τριβοηλεκτρικές νανογεννήτριες, οι οποίες μπορούν να παράγουν ηλεκτρισμό μέσω της τριβής.

«Οι τριβοηλεκτρικές νανογεννήτριες είναι ένα από τα πιο αποτελεσματικά εργαλεία για τη συλλογή μηχανικής ενέργειας λόγω της υψηλής ηλεκτρικής απόδοσης, του χαμηλού κόστους και της εύκολης προσβασιμότητας», δήλωσε ο καθηγητής Sangmin Lee του Πανεπιστημίου Chung-ang στη Δημοκρατία της Κορέας.

Οι τριβοηλεκτρικές γεννήτριες φορτίζονται ηλεκτρικά όταν δύο ανόμοια υλικά έρχονται σε επαφή και μετά χωρίζονται. Για παράδειγμα, όταν ένα μπαλόνι τρίβεται σε ρούχα, το μπαλόνι φορτίζεται και μπορεί να κολλήσει στα πράγματα. Ωστόσο, η τριβή μεταξύ δύο υλικών προκαλεί αναπόφευκτα ζημιά, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής της συσκευής.

Η χρήση υγρών μπορεί να μειώσει την τριβή, αλλά οι γεννήτριες με βάση υγρά έχουν σημαντικά χαμηλότερη ηλεκτρική ισχύ από τις στερεές. Υπάρχει επίσης μια αντιστάθμιση μεταξύ της κατασκευής της συσκευής αρκετά μεγάλης ώστε το υγρό να κινείται και να παράγει ηλεκτρισμό, διασφαλίζοντας ταυτόχρονα ότι είναι αρκετά συμπαγής ώστε να είναι φορητή.

Για να ξεπεράσουν αυτά τα προβλήματα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Chung-ang, μαζί με συναδέλφους στη Νότια Κορέα και τις ΗΠΑ, ανέπτυξαν μια ελαφριά, συμπαγή, με βάση το νερό γεννήτρια που μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια όταν ανακινείται.

Η συσκευή έχει ένα απλό σχέδιο που μοιάζει με ραβδί και αποτελείται από 10 ml νερού, έναν πολυμερή κύλινδρο και ηλεκτρόδια. Το πολυμερές υλικό του δοχείου είναι αρνητικά φορτισμένο. Το νερό κινείται πάνω-κάτω όταν η συσκευή ανακινείται, αποκτώντας ένα θετικό φορτίο που μεταφέρεται στα ηλεκτρόδια για να δημιουργήσει υψηλή ηλεκτρική ισχύ.

"Λόγω του απλού μηχανισμού και του σχεδιασμού της, αυτή η μικρή και ελαφριά συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στην καθημερινή ζωή. Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παραχθεί απλά ρίχνοντας νερό στη γεννήτρια και στη συνέχεια ανακινώντας την", εξηγεί ο Lee.

Οι ερευνητές δοκίμασαν διαφορετικά σχέδια, αλλάζοντας το μέγεθος και την αναλογία των ηλεκτροδίων, τον φυσικό χώρο μεταξύ των ηλεκτροδίων και την ποσότητα του νερού, προκειμένου να προσδιορίσουν τον βέλτιστο συνδυασμό. Διαπίστωσαν ότι η φορητή γεννήτρια ραβδιών θα μπορούσε να παράγει υψηλή ηλεκτρική ισχύ που φτάνει τα 710 βολτ όταν είχε επαρκή χώρο για κίνηση του νερού και υψηλή περιοχή ηλεκτροδίων.

Οι ερευνητές έδειξαν ότι η γεννήτρια μπορεί να τροφοδοτήσει 100 φώτα LED, που σημαίνει ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως μπαστούνι φαναριού ασφαλείας που ανάβει όταν ανακινείται. Αυτή η μελέτη καταδεικνύει τη δυνατότητα χρήσης τριβοηλεκτρικών νανογεννητριών για ένα ευρύ φάσμα καθημερινών εφαρμογών.

Περαιτέρω πληροφορίες
Sangmin Lee
Πανεπιστήμιο Chung-ang
Email: slee98@cau.ac.kr

Ερευνητική εργασία: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

Σχετικά με την Επιστήμη και την Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών (STAM)

Το περιοδικό Open Access STAM δημοσιεύει εξαιρετικά ερευνητικά άρθρα σε όλες τις πτυχές της επιστήμης των υλικών, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργικών και δομικών υλικών, των θεωρητικών αναλύσεων και των ιδιοτήτων των υλικών. https://www.tandfonline.com/STAM

Δρ Yoshikazu Shinohara
Διευθυντής εκδόσεων STAM
Email: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Δελτίο τύπου που διανέμεται από την Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Πνευματικά δικαιώματα 2022 ACN Newswire. Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται. www.acnnewswire.comΜια νέα συσκευή που μοιάζει με ραβδί, με βάση το νερό, μπορεί να μετατρέψει την ενέργεια από την κίνηση σε ηλεκτρική. Η τεχνολογία, η οποία αναφέρθηκε στο περιοδικό Science and Technology of Advanced Materials, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία φορητών συσκευών, όπως τα φώτα ασφαλείας.

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από ACN Newswire