Kannettava generaattori antaa virtaa pienille turvalaitteille

Aikaleima: 18. helmikuuta 2022 2
Lähdesolmu: 1179682

TSUKUBA, Japani, 18. helmikuuta 2022 – (ACN Newswire) – Uusi sauvamainen vesipohjainen laite voi muuntaa liikkeen energiaa sähköksi. Science and Technology of Advanced Materials -lehdessä raportoitua tekniikkaa voitaisiin käyttää kannettavien laitteiden, kuten turvavalojen, virtalähteenä.
Kannettavalla sauvageneraattorilla voidaan antaa virtaa 100 ledillä varustetulle turvaliikennevalopapille.


Kun kiinnostus esineiden internetiä ja pienelektroniikkaa kohtaan kasvaa, kannettaville energialähteille on suuri kysyntä. Yksi tapa tuottaa sähköä on kerätä energiaa ympäristöstä, kuten lämpö-, aurinko- tai mekaanista energiaa. Mekaanisen energian sieppaamiseksi – voiman, jonka esine saa asemastaan ​​ja liikkeestään – tutkijat ovat kehittäneet tribosähköisiä nanogeneraattoreita, jotka voivat tuottaa sähköä kitkan kautta.

"Tribosähköiset nanogeneraattorit ovat yksi tehokkaimmista työkaluista mekaanisen energian keräämiseen korkean sähkötehon, alhaisten kustannusten ja helpon saatavuuden vuoksi", professori Sangmin Lee Chung-angin yliopistosta Korean tasavallasta.

Tribosähköiset generaattorit latautuvat sähköisesti, kun kaksi erilaista materiaalia koskettavat ja eroavat toisistaan. Esimerkiksi kun ilmapalloa hierotaan vaatteisiin, ilmapallo latautuu ja voi tarttua esineisiin. Kahden materiaalin välinen kitka aiheuttaa kuitenkin väistämättä vahinkoa, mikä lyhentää laitteen käyttöikää.

Nesteiden käyttö voi vähentää kitkaa, mutta nestepohjaisilla generaattoreilla on huomattavasti pienempi sähköteho kuin kiinteillä generaattoreilla. On myös kompromissi sen välillä, että laite on riittävän suuri, jotta neste voi liikkua ja tuottaa sähköä, ja samalla varmistaa, että se on riittävän kompakti kannettavaksi.

Voittaakseen nämä ongelmat Chung-angin yliopiston tutkijat yhdessä eteläkorealaisten ja yhdysvaltalaisten kollegoiden kanssa kehittivät kevyen, kompaktin, vesipohjaisen generaattorin, joka voi tuottaa sähköä ravistettaessa.

Laitteessa on yksinkertainen tikkumainen rakenne ja se koostuu 10 ml:sta vettä, polymeerisylinteristä ja elektrodeista. Säiliön polymeerimateriaali on negatiivisesti varautunut. Vesi liikkuu ylös ja alas, kun laitetta ravistellaan, ja se saa positiivisen varauksen, joka siirtyy elektrodeihin suuren sähkötehon tuottamiseksi.

"Yksinkertaisen mekanisminsa ja suunnittelunsa ansiosta tätä pientä ja kevyttä laitetta voidaan käyttää jokapäiväisessä elämässä. Sähköä voidaan tuottaa yksinkertaisesti kaatamalla vettä generaattoriin ja ravistamalla sitä", Lee selittää.

Tutkijat testasivat erilaisia ​​malleja muuttamalla elektrodien kokoa ja suhdetta, elektrodien välistä fyysistä tilaa ja veden määrää optimaalisen yhdistelmän määrittämiseksi. He havaitsivat, että kannettava sauvageneraattori pystyi tuottamaan korkean sähkötehon, joka oli 710 volttia, kun siinä oli riittävästi tilaa veden liikkumiselle ja korkea elektrodipinta-ala.

Tutkijat osoittivat, että generaattori pystyy syöttämään 100 LED-valoa, mikä tarkoittaa, että sitä voitaisiin käyttää liikenneturvavalopapana, joka syttyy ravistettaessa. Tämä tutkimus osoittaa, että tribosähköisiä nanogeneraattoreita voidaan käyttää monenlaisiin jokapäiväisiin sovelluksiin.

Lisätietoja
Sangmin Lee
Chung-angin yliopisto
Sähköposti: slee98@cau.ac.kr

Tutkimus paperi: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

Tietoja edistyneiden materiaalien tieteestä ja teknologiasta (STAM)

Avoimessa lehdessä STAM julkaisee erinomaisia ​​tutkimusartikkeleita kaikilla materiaalitieteiden osa-alueilla, mukaan lukien toiminnalliset ja rakennemateriaalit, teoreettiset analyysit ja materiaalien ominaisuudet. https://www.tandfonline.com/STAM

Tohtori Yoshikazu Shinohara
STAM-julkaisujohtaja
Sähköposti: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Lehdistötiedote, jonka levittää Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Tekijänoikeus 2022 ACN Newswire. Kaikki oikeudet pidätetään. www.acnnewswire.comUusi sauvamainen vesipohjainen laite voi muuntaa liikkeestä tulevan energian sähköksi. Science and Technology of Advanced Materials -lehdessä raportoitua tekniikkaa voitaisiin käyttää kannettavien laitteiden, kuten turvavalojen, virtalähteenä.

Aikaleima:

Lisää aiheesta ACN Newswire