Draagbare generator voedt kleine veiligheidsvoorzieningen

Tijdstempel: 18 februari 2022 2:00 uur
Bronknooppunt: 1179682

TSUKUBA, Japan, 18 februari 2022 – (ACN Newswire) – Een nieuw stokachtig apparaat op waterbasis kan energie van beweging omzetten in elektriciteit. De technologie, die werd gerapporteerd in het tijdschrift Science and Technology of Advanced Materials, zou kunnen worden gebruikt om draagbare apparaten, zoals veiligheidslichten, van stroom te voorzien.
De draagbare staafgenerator kan worden gebruikt om een ​​veiligheidsstoplichtstaaf met 100 LED's van stroom te voorzien.


Met de groeiende belangstelling voor het internet der dingen en kleine elektronica, is er een grote vraag naar draagbare energiebronnen. Een manier om stroom te produceren is door energie uit de omgeving te halen, zoals thermische, zonne- of mechanische energie. Om mechanische energie op te vangen - de kracht die een object krijgt van zijn positie en beweging - hebben wetenschappers tribo-elektrische nanogeneratoren ontwikkeld, die elektriciteit kunnen produceren door wrijving.

"Tribo-elektrische nanogeneratoren zijn een van de meest effectieve instrumenten voor het oogsten van mechanische energie vanwege hun hoge elektrische output, lage kosten en gemakkelijke toegankelijkheid", professor Sangmin Lee van de Chung-ang University in de Republiek Korea.

Tribo-elektrische generatoren worden elektrisch geladen wanneer twee ongelijke materialen elkaar raken en vervolgens scheiden. Wanneer bijvoorbeeld een ballon over kleding wordt gewreven, wordt de ballon opgeladen en kan deze aan dingen blijven kleven. Wrijving tussen twee materialen veroorzaakt echter onvermijdelijk schade, waardoor de levensduur van het apparaat wordt verkort.

Het gebruik van vloeistoffen kan wrijving verminderen, maar generatoren op vloeistofbasis hebben een aanzienlijk lager elektrisch vermogen dan vaste generatoren. Er is ook een afweging tussen het apparaat groot genoeg maken om de vloeistof te laten bewegen en elektriciteit op te wekken, terwijl het ook compact genoeg is om draagbaar te zijn.

Om deze problemen te verhelpen, ontwikkelden onderzoekers van de Chung-ang University samen met collega's in Zuid-Korea en de VS een lichtgewicht, compacte generator op waterbasis die elektrische stroom kan produceren wanneer deze wordt geschud.

Het apparaat heeft een eenvoudig stokachtig ontwerp en bestaat uit 10 ml water, een polymeercilinder en elektroden. Het polymeermateriaal van de container is negatief geladen. Het water beweegt op en neer wanneer het apparaat wordt geschud, waardoor een positieve lading wordt verkregen die naar de elektroden wordt overgebracht om een ​​hoge elektrische output te genereren.

"Vanwege het eenvoudige mechanisme en ontwerp kan dit kleine en lichtgewicht apparaat in het dagelijks leven worden gebruikt. Elektriciteit kan worden opgewekt door simpelweg water in de generator te gieten en deze vervolgens te schudden", legt Lee uit.

De onderzoekers testten verschillende ontwerpen, veranderden de grootte en verhouding van de elektroden, de fysieke ruimte tussen de elektroden en de hoeveelheid water om de optimale combinatie te bepalen. Ze ontdekten dat de draagbare staafgenerator een hoog elektrisch vermogen van 710 volt kon genereren als het voldoende ruimte had voor waterbeweging en een hoog elektrodegebied.

De onderzoekers toonden aan dat de generator 100 LED-lampjes kan voeden, wat betekent dat hij kan worden gebruikt als een verkeersveiligheidslichtstok die oplicht wanneer hij wordt geschud. Deze studie toont het potentieel aan voor tribo-elektrische nanogeneratoren om te worden gebruikt voor een breed scala aan alledaagse toepassingen.

Nadere inlichtingen
Sangmin Lee
Chung-ang Universiteit
E-mail: slee98@cau.ac.kr

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

Over wetenschap en technologie van geavanceerde materialen (STAM)

Open access tijdschrift STAM publiceert uitstekende onderzoeksartikelen over alle aspecten van de materiaalkunde, inclusief functionele en structurele materialen, theoretische analyses en eigenschappen van materialen. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr Yoshikazu Shinohara
STAM Publishing Directeur
E-mail: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Persbericht verspreid door Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Copyright 2022 ACN Newswire. Alle rechten voorbehouden. www.acnnewswire.com Een nieuw stokachtig apparaat op waterbasis kan energie van beweging omzetten in elektriciteit. De technologie, die werd gerapporteerd in het tijdschrift Science and Technology of Advanced Materials, zou kunnen worden gebruikt om draagbare apparaten, zoals veiligheidslichten, van stroom te voorzien.

Tijdstempel:

Meer van ACN Nieuwslijn