Kaasaskantav generaator toidab väikeseid turvaseadmeid

TSUKUBA, Jaapan, 18. veebruar 2022 – (ACN Newswire) – uus pulgataoline veepõhine seade suudab muuta liikumisest saadava energia elektriks. Seda tehnoloogiat, millest teatati ajakirjas Science and Technology of Advanced Materials, saab kasutada kaasaskantavate seadmete, näiteks turvatulede toiteks.

Seoses kasvava huviga asjade interneti ja väikese elektroonika vastu on suur nõudlus kaasaskantavate energiaallikate järele. Üks võimalus energia tootmiseks on koguda keskkonnast energiat, näiteks soojus-, päikese- või mehaanilist energiat. Mehaanilise energia – võimsuse, mida objekt saab oma asukohast ja liikumisest – püüdmiseks on teadlased välja töötanud triboelektrilised nanogeneraatorid, mis võivad hõõrdumise kaudu elektrit toota.

"Triboelektrilised nanogeneraatorid on üks tõhusamaid tööriistu mehaanilise energia kogumiseks, kuna neil on suur elektrivõimsus, odav ja lihtne juurdepääs," ütles professor Sangmin Lee Korea Vabariigi Chung-angi ülikoolist.

Triboelektrilised generaatorid on elektriliselt laetud, kui kaks erinevat materjali puutuvad kokku ja seejärel eralduvad. Näiteks kui õhupalli hõõruda riietele, saab õhupall laetud ja võib asjade külge kinni jääda. Kahe materjali vaheline hõõrdumine põhjustab aga paratamatult kahjustusi, vähendades seadme eluiga.

Vedelike kasutamine võib hõõrdumist vähendada, kuid vedelikupõhistel generaatoritel on tunduvalt väiksem elektrivõimsus kui tahketel generaatoritel. Samuti on kompromiss selle vahel, et seade on piisavalt suur, et vedelik saaks liikuda ja elektrit toota, tagades samas, et see on piisavalt kompaktne, et seda oleks kaasaskantav.

Nendest probleemidest ülesaamiseks töötasid Chung-angi ülikooli teadlased koos kolleegidega Lõuna-Koreast ja USA-st välja kerge, kompaktse veepõhise generaatori, mis võib raputamisel elektrienergiat toota.

Seade on lihtsa pulgataolise disainiga ja koosneb 10ml veest, polümeersilindrist ja elektroodidest. Mahuti polümeermaterjal on negatiivselt laetud. Vesi liigub seadme raputamisel üles ja alla, omandades positiivse laengu, mis kantakse üle elektroodidele, et tekitada suur elektriline väljund.

"Lihtsa mehhanismi ja disaini tõttu saab seda väikest ja kerget seadet igapäevaelus kasutada. Elektrienergiat saab generaatorisse lihtsalt vett valades ja seejärel raputada," selgitab Lee.

Teadlased katsetasid erinevaid konstruktsioone, muutes elektroodide suurust ja suhet, elektroodide vahelist füüsilist ruumi ja vee kogust, et määrata optimaalne kombinatsioon. Nad leidsid, et kaasaskantav pulgageneraator suudab genereerida suure elektriväljundi, mis ulatub 710 voltini, kui sellel on piisavalt ruumi vee liikumiseks ja suur elektroodide pindala.

Teadlased näitasid, et generaator suudab toita 100 LED-tuld, mis tähendab, et seda saab kasutada liiklusohutustulena, mis raputamisel süttib. See uuring näitab triboelektriliste nanogeneraatorite potentsiaali kasutada paljudes igapäevastes rakendustes.

Lisateavet
Sangmin Lee
Chung-angi ülikool
E-mail: slee98@cau.ac.kr

Uurimustöö: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

Teave täiustatud materjalide teaduse ja tehnoloogia kohta (STAM)

Avatud juurdepääsuga ajakiri STAM avaldab silmapaistvaid uurimisartikleid materjaliteaduse kõigi aspektide kohta, sealhulgas funktsionaalseid ja struktuurseid materjale, teoreetilisi analüüse ja materjalide omadusi. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr Yoshikazu Shinohara
STAM-i kirjastuse direktor
E-mail: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Pressiteade, mida levitab Asia Research News arenenud materjalide teaduse ja tehnoloogia jaoks.

Autoriõigus 2022 ACN Newswire. Kõik õigused kaitstud. www.acnnewswire.comUus pulgataoline veepõhine seade suudab liikumisest saadava energia elektriks muundada. Seda tehnoloogiat, millest teatati ajakirjas Science and Technology of Advanced Materials, saab kasutada kaasaskantavate seadmete, näiteks turvatulede toiteks.

• Münditark. Euroopa parim Bitcoini ja krüptobörs.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. TASUTA PÄÄS.
• CryptoHawk. Altcoini radar. Tasuta prooviversioon.
• Allikas: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/73140/