Generatore portatile alimenta piccoli dispositivi di sicurezza

Timestamp: 18 febbraio 2022 2:00
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TSUKUBA, Giappone, 18 febbraio 2022 – (ACN Newswire) – Un nuovo dispositivo a forma di bastoncino, a base d'acqua, è in grado di convertire l'energia derivante dal movimento in elettricità. La tecnologia, riportata sulla rivista Science and Technology of Advanced Materials, potrebbe essere utilizzata per alimentare dispositivi portatili, come le luci di sicurezza.
Il generatore di stick portatile può essere utilizzato per alimentare un bastone semaforico di sicurezza con 100 LED.


Con il crescente interesse per l'Internet delle cose e la piccola elettronica, c'è una forte domanda di fonti di energia portatili. Un modo per produrre energia è raccogliere energia dall'ambiente, come l'energia termica, solare o meccanica. Per catturare l'energia meccanica, la potenza che un oggetto ottiene dalla sua posizione e dal suo movimento, gli scienziati hanno sviluppato nanogeneratori triboelettrici, che possono produrre elettricità per attrito.

"I nanogeneratori triboelettrici sono uno degli strumenti più efficaci per la raccolta di energia meccanica grazie alla loro elevata produzione elettrica, al basso costo e alla facile accessibilità", ha affermato il professor Sangmin Lee dell'Università di Chung-ang nella Repubblica di Corea.

I generatori triboelettrici sono caricati elettricamente quando due materiali dissimili si toccano e quindi si separano. Ad esempio, quando un palloncino viene strofinato sui vestiti, il palloncino si carica e può attaccarsi alle cose. Tuttavia, l'attrito tra due materiali provoca inevitabilmente danni, riducendo la durata del dispositivo.

L'uso di liquidi può ridurre l'attrito, ma i generatori a base liquida hanno una potenza elettrica notevolmente inferiore rispetto a quelli solidi. C'è anche un compromesso tra rendere il dispositivo abbastanza grande da consentire al liquido di muoversi e generare elettricità, assicurando anche che sia abbastanza compatto da essere portatile.

Per superare questi problemi, i ricercatori dell'Università di Chung-ang, insieme ai colleghi della Corea del Sud e degli Stati Uniti, hanno sviluppato un generatore a base d'acqua leggero e compatto in grado di produrre energia elettrica quando viene scosso.

Il dispositivo ha un design semplice a forma di bastoncino ed è composto da 10 ml di acqua, un cilindro polimerico ed elettrodi. Il materiale polimerico del contenitore è caricato negativamente. L'acqua si muove su e giù quando il dispositivo viene agitato, acquisendo una carica positiva che viene trasferita agli elettrodi per generare un'elevata potenza elettrica.

"Grazie al suo meccanismo e al suo design semplice, questo dispositivo piccolo e leggero potrebbe essere utilizzato nella vita di tutti i giorni. L'energia elettrica può essere prodotta semplicemente versando acqua nel generatore e poi scuotendolo", spiega Lee.

I ricercatori hanno testato diversi design, modificando le dimensioni e il rapporto degli elettrodi, lo spazio fisico tra gli elettrodi e la quantità di acqua per determinare la combinazione ottimale. Hanno scoperto che il generatore di stick portatile potrebbe generare un'elevata potenza elettrica che raggiunge i 710 volt quando aveva uno spazio adeguato per il movimento dell'acqua e un'area degli elettrodi alta.

I ricercatori hanno dimostrato che il generatore può alimentare 100 luci a LED, il che significa che potrebbe essere utilizzato come un semaforo che si illumina quando viene scosso. Questo studio dimostra il potenziale per i nanogeneratori triboelettrici da utilizzare per un'ampia gamma di applicazioni quotidiane.

Ulteriori informazioni
Sangmin Lee
Università di Chung-ang
E-mail: slee98@cau.ac.kr

Documento di ricerca: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

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Comunicato stampa distribuito da Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

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