Przenośny generator zasila małe urządzenia zabezpieczające

Znacznik czasu: 18 lutego 2022 r. 2:00
Węzeł źródłowy: 1179682

TSUKUBA, Japonia, 18 lutego 2022 r. – (ACN Newswire) – Nowe urządzenie na bazie wody w kształcie patyka, które może przekształcać energię ruchu w energię elektryczną. Technologia, o której doniesiono w czasopiśmie Science and Technology of Advanced Materials, może zostać wykorzystana do zasilania urządzeń przenośnych, takich jak światła bezpieczeństwa.
Przenośny generator sztyftowy może być używany do zasilania pałki bezpieczeństwa sygnalizacji świetlnej za pomocą 100 diod LED.


Wraz z rosnącym zainteresowaniem internetem rzeczy i drobną elektroniką istnieje duże zapotrzebowanie na przenośne źródła energii. Jednym ze sposobów wytwarzania energii jest pozyskiwanie energii ze środowiska, takiej jak energia cieplna, słoneczna lub mechaniczna. Aby wychwytywać energię mechaniczną — moc, jaką obiekt otrzymuje ze swojego położenia i ruchu — naukowcy opracowali tryboelektryczne nanogeneratory, które mogą wytwarzać energię elektryczną poprzez tarcie.

„Nanogeneratory tryboelektryczne są jednym z najskuteczniejszych narzędzi do pozyskiwania energii mechanicznej ze względu na ich wysoką moc elektryczną, niski koszt i łatwą dostępność” – mówi profesor Sangmin Lee z Chung-ang University w Republice Korei.

Generatory tryboelektryczne są ładowane elektrycznie, gdy dwa różne materiały stykają się, a następnie rozdzielają. Na przykład, gdy balon jest pocierany o ubranie, balon staje się naładowany i może przyklejać się do rzeczy. Jednak tarcie między dwoma materiałami nieuchronnie powoduje uszkodzenia, skracając żywotność urządzenia.

Używanie cieczy może zmniejszyć tarcie, ale generatory na bazie cieczy mają znacznie niższą moc elektryczną niż stałe. Istnieje również kompromis między sprawieniem, aby urządzenie było wystarczająco duże, aby ciecz mogła się poruszać i generować energię elektryczną, a jednocześnie zapewnić, że jest wystarczająco kompaktowe, aby można je było przenosić.

Aby przezwyciężyć te problemy, naukowcy z Chung-ang University wraz z kolegami z Korei Południowej i USA opracowali lekki, kompaktowy generator na bazie wody, który może wytwarzać energię elektryczną po wstrząśnięciu.

Urządzenie ma prostą konstrukcję przypominającą sztyft i składa się z 10 ml wody, polimerowego cylindra i elektrod. Materiał polimerowy pojemnika jest naładowany ujemnie. Woda porusza się w górę i w dół, gdy urządzenie jest potrząsane, nabierając dodatniego ładunku, który jest przenoszony na elektrody, aby wygenerować wysoką moc elektryczną.

„Ze względu na swój prosty mechanizm i konstrukcję, to małe i lekkie urządzenie może być używane w życiu codziennym. Energia elektryczna może być wytwarzana po prostu przez wlanie wody do generatora, a następnie wstrząśnięcie” – wyjaśnia Lee.

Badacze przetestowali różne konstrukcje, zmieniając rozmiar i proporcje elektrod, fizyczną przestrzeń między elektrodami oraz ilość wody, aby określić optymalną kombinację. Odkryli, że przenośny generator sztyftowy może generować wysoką moc elektryczną sięgającą 710 woltów, gdy ma odpowiednią przestrzeń do ruchu wody i dużą powierzchnię elektrod.

Naukowcy wykazali, że generator może zasilać 100 diod LED, co oznacza, że ​​może być używany jako pałka sygnalizacyjna, która zapala się po potrząśnięciu. Badanie to pokazuje potencjał nanogeneratorów tryboelektrycznych do szerokiego zakresu codziennych zastosowań.

Więcej informacji
Sangmina Lee
Uniwersytet Chung-ang
E-mail: slee98@cau.ac.kr

Artykuł naukowy: https://doi.org/10.1080/14686996.2022.2030195

O nauce i technologii zaawansowanych materiałów (STAM)

W ogólnodostępnym czasopiśmie STAM publikowane są wybitne artykuły badawcze dotyczące wszystkich aspektów materiałoznawstwa, w tym materiałów funkcjonalnych i strukturalnych, analiz teoretycznych i właściwości materiałów. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr Yoshikazu Shinohara
Dyrektor wydawniczy STAM
E-mail: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Komunikat prasowy dystrybuowany przez Asia Research News dla nauki i technologii zaawansowanych materiałów.

Copyright 2022 ACN Newswire. Wszelkie prawa zastrzeżone. www.acnnewswire.comNowe, przypominające sztyft urządzenie na bazie wody może przekształcać energię pochodzącą z ruchu w energię elektryczną. Technologia, o której doniesiono w czasopiśmie Science and Technology of Advanced Materials, może być wykorzystywana do zasilania urządzeń przenośnych, takich jak światła bezpieczeństwa.

Znak czasu:

Więcej z Wiadomości ACN