Bærbar generator driver små sikkerhetsinnretninger

Tidsstempel: 18. februar 2022 2:00
Kilde node: 1179682

TSUKUBA, Japan, 18. februar 2022 – (ACN Newswire) – En ny pinnelignende, vannbasert enhet kan konvertere energi fra bevegelse til elektrisitet. Teknologien, som ble rapportert i tidsskriftet Science and Technology of Advanced Materials, kan brukes til å drive bærbare enheter, for eksempel sikkerhetslys.
Den bærbare pinnegeneratoren kan brukes til å drive en trafikklysbatong med 100 lysdioder.


Med den økende interessen for tingenes internett og liten elektronikk, er det stor etterspørsel etter bærbare energikilder. En måte å produsere strøm på er å høste energi fra miljøet, for eksempel termisk, solenergi eller mekanisk energi. For å fange mekanisk energi – kraften et objekt får fra sin posisjon og bevegelse – har forskere utviklet triboelektriske nanogeneratorer, som kan produsere elektrisitet gjennom friksjon.

"Triboelektriske nanogeneratorer er et av de mest effektive verktøyene for å høste mekanisk energi på grunn av deres høye elektriske effekt, lave kostnader og enkle tilgjengelighet," professor Sangmin Lee ved Chung-ang University i Republikken Korea.

Triboelektriske generatorer lades elektrisk når to forskjellige materialer berører hverandre og deretter skilles. For eksempel, når en ballong gnis på klær, blir ballongen ladet og kan feste seg til ting. Imidlertid forårsaker friksjon mellom to materialer uunngåelig skade, noe som reduserer enhetens levetid.

Bruk av væsker kan redusere friksjonen, men væskebaserte generatorer har betydelig lavere elektrisk effekt enn solide. Det er også en avveining mellom å gjøre enheten stor nok til at væsken kan bevege seg og generere elektrisitet, samtidig som den er kompakt nok til å være bærbar.

For å overvinne disse problemene utviklet forskere ved Chung-ang University, sammen med kolleger i Sør-Korea og USA, en lett, kompakt, vannbasert generator som kan produsere elektrisk kraft når den ristes.

Enheten har en enkel pinne-lignende design og består av 10 ml vann, en polymersylinder og elektroder. Beholderens polymermateriale er negativt ladet. Vannet beveger seg opp og ned når enheten ristes, og får en positiv ladning som overføres til elektrodene for å generere en høy elektrisk effekt.

"På grunn av sin enkle mekanisme og design, kan denne lille og lette enheten brukes i hverdagen. Elektrisk kraft kan produseres ganske enkelt ved å helle vann inn i generatoren og deretter riste den," forklarer Lee.

Forskerne testet forskjellige design, endret størrelsen og forholdet mellom elektrodene, det fysiske rommet mellom elektrodene og vannmengden for å bestemme den optimale kombinasjonen. De fant ut at den bærbare pinnegeneratoren kunne generere en høy elektrisk effekt som nådde 710 volt når den hadde tilstrekkelig plass for vannbevegelse og et høyt elektrodeområde.

Forskerne viste at generatoren kan drive 100 LED-lys, noe som betyr at den kan brukes som en trafikksikkerhetslysbatong som lyser når den ristes. Denne studien viser potensialet for triboelektriske nanogeneratorer som kan brukes til et bredt spekter av hverdagslige applikasjoner.

Mer informasjon
Sangmin Lee
Chung-ang universitet
E-post: slee98@cau.ac.kr

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

Om vitenskap og teknologi for avanserte materialer (STAM)

Open access journal STAM publiserer fremragende forskningsartikler på tvers av alle aspekter av materialvitenskap, inkludert funksjonelle og strukturelle materialer, teoretiske analyser og materialegenskaper. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr. Yoshikazu Shinohara
STAM Publishing Director
E-post: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Pressemelding distribuert av Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Copyright 2022 ACN Newswire. Alle rettigheter forbeholdt. www.acnnewswire.com En ny pinne-lignende, vannbasert enhet kan konvertere energi fra bevegelse til elektrisitet. Teknologien, som ble rapportert i tidsskriftet Science and Technology of Advanced Materials, kan brukes til å drive bærbare enheter, for eksempel sikkerhetslys.

Tidstempel:

Mer fra ACN Newswire