Bärbar generator driver små säkerhetsanordningar

Tidsstämpel: 18 februari 2022 2:00
Källnod: 1179682

TSUKUBA, Japan, 18 februari 2022 – (ACN Newswire) – En ny stickliknande, vattenbaserad enhet kan omvandla energi från rörelse till elektricitet. Tekniken, som rapporterades i tidskriften Science and Technology of Advanced Materials, kunde användas för att driva bärbara enheter, såsom säkerhetsljus.
Den bärbara stickgeneratorn kan användas för att driva en batong för trafikljus med 100 lysdioder.


Med det växande intresset för sakernas internet och småelektronik finns det en stor efterfrågan på bärbara energikällor. Ett sätt att producera kraft är att skörda energi från miljön, såsom termisk, solenergi eller mekanisk energi. För att fånga mekanisk energi – kraften ett objekt får från sin position och rörelse – har forskare utvecklat triboelektriska nanogeneratorer, som kan producera elektricitet genom friktion.

"Triboelektriska nanogeneratorer är ett av de mest effektiva verktygen för att skörda mekanisk energi på grund av deras höga elektriska effekt, låg kostnad och lättillgänglighet," professor Sangmin Lee vid Chung-ang University i Republiken Korea.

Triboelektriska generatorer laddas elektriskt när två olika material berörs och sedan separeras. Till exempel, när en ballong gnuggas på kläder, blir ballongen laddad och kan fastna på saker. Men friktion mellan två material orsakar oundvikligen skador, vilket minskar enhetens livslängd.

Att använda vätskor kan minska friktionen, men vätskebaserade generatorer har en betydligt lägre elektrisk effekt än fasta. Det finns också en avvägning mellan att göra enheten tillräckligt stor för att vätskan ska kunna röra sig och generera elektricitet, samtidigt som man säkerställer att den är tillräckligt kompakt för att vara portabel.

För att övervinna dessa problem har forskare vid Chung-ang University tillsammans med kollegor i Sydkorea och USA utvecklat en lätt, kompakt, vattenbaserad generator som kan producera elektrisk kraft när den skakas.

Enheten har en enkel stickliknande design och består av 10 ml vatten, en polymercylinder och elektroder. Behållarens polymermaterial är negativt laddat. Vattnet rör sig upp och ner när enheten skakas och får en positiv laddning som överförs till elektroderna för att generera en hög elektrisk effekt.

"På grund av sin enkla mekanism och design kan denna lilla och lätta enhet användas i vardagen. Elektrisk kraft kan produceras helt enkelt genom att hälla vatten i generatorn och sedan skaka den", förklarar Lee.

Forskarna testade olika konstruktioner, ändrade storleken och förhållandet mellan elektroderna, det fysiska utrymmet mellan elektroderna och mängden vatten för att bestämma den optimala kombinationen. De fann att den bärbara stickgeneratorn kunde generera en hög elektrisk uteffekt som nådde 710 volt när den hade tillräckligt med utrymme för vattenrörelse och en hög elektrodyta.

Forskarna visade att generatorn kan driva 100 LED-lampor, vilket betyder att den kan användas som en trafiksäkerhetsljusbatong som lyser när den skakas. Denna studie visar potentialen för triboelektriska nanogeneratorer att användas för ett brett spektrum av vardagliga applikationer.

Vidare information
Sangmin Lee
Chung-ang universitet
e-post: slee98@cau.ac.kr

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

Om vetenskap och teknik för avancerade material (STAM)

Open access-tidningen STAM publicerar enastående forskningsartiklar inom alla aspekter av materialvetenskap, inklusive funktionella och strukturella material, teoretiska analyser och materialegenskaper. https://www.tandfonline.com/STAM

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

Pressmeddelande distribuerat av Asia Research News för Science and Technology of Advanced Materials.

Copyright 2022 ACN Newswire. Alla rättigheter förbehållna. www.acnnewswire.comEn ny pinne-liknande, vattenbaserad apparatburk omvandlar energi från rörelse till elektricitet. Tekniken, som rapporterades i tidskriften Science and Technology of Advanced Materials, kunde användas för att driva bärbara enheter, såsom säkerhetsljus.

Tidsstämpel:

Mer från ACN Newswire