เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพกพาให้พลังงานแก่อุปกรณ์ความปลอดภัยขนาดเล็ก

สึกุบะ, ญี่ปุ่น, 18 ก.พ. 2022 – (ACN Newswire) – อุปกรณ์แบบน้ำแบบใหม่ที่มีลักษณะคล้ายแท่งไม้สามารถเปลี่ยนพลังงานจากการเคลื่อนตัวเป็นไฟฟ้าได้ เทคโนโลยีดังกล่าว ซึ่งมีรายงานในวารสาร Science and Technology of Advanced Materials สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์พกพาได้ เช่น ไฟนิรภัย

ด้วยความสนใจที่เพิ่มขึ้นในอินเทอร์เน็ตของสิ่งของและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก จึงมีความต้องการแหล่งพลังงานแบบพกพาสูง วิธีหนึ่งในการผลิตพลังงานคือการเก็บเกี่ยวพลังงานจากสิ่งแวดล้อม เช่น พลังงานความร้อน พลังงานแสงอาทิตย์ หรือพลังงานกล ในการจับพลังงานกล ซึ่งเป็นพลังงานที่วัตถุได้รับจากตำแหน่งและการเคลื่อนที่ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเครื่องกำเนิดนาโนไทรโบอิเล็กทริก ซึ่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้จากการเสียดสี

"เครื่องกำเนิดนาโนแบบไตรโบอิเล็กทริกเป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการเก็บเกี่ยวพลังงานกลเนื่องจากมีกำลังไฟฟ้าสูง ต้นทุนต่ำ และเข้าถึงได้ง่าย" ศาสตราจารย์ซังมิน ลีแห่งมหาวิทยาลัยจุงอังในสาธารณรัฐเกาหลี

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบไทรโบอิเล็กทริกจะถูกประจุด้วยไฟฟ้าเมื่อวัสดุสองชนิดที่ไม่เหมือนกันสัมผัสกันและแยกออกจากกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อลูกโป่งถูกลูบบนเสื้อผ้า ลูกโป่งจะถูกชาร์จและสามารถยึดติดกับสิ่งของได้ อย่างไรก็ตาม การเสียดสีระหว่างวัสดุทั้งสองย่อมทำให้เกิดความเสียหายอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์ลดลง

การใช้ของเหลวสามารถลดแรงเสียดทานได้ แต่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้ของเหลวมีกำลังไฟฟ้าต่ำกว่าของแข็งมาก นอกจากนี้ยังมีข้อแลกเปลี่ยนระหว่างการทำให้อุปกรณ์มีขนาดใหญ่พอที่ของเหลวจะเคลื่อนที่และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ ในขณะเดียวกันก็ทำให้มั่นใจว่าอุปกรณ์มีขนาดกะทัดรัดพอที่จะพกพาได้

เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Chung-ang ร่วมกับเพื่อนร่วมงานในเกาหลีใต้และสหรัฐอเมริกา ได้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบใช้น้ำน้ำหนักเบา กะทัดรัด ซึ่งสามารถผลิตพลังงานไฟฟ้าได้เมื่อเขย่า

อุปกรณ์นี้มีการออกแบบที่คล้ายแท่งไม้และประกอบด้วยน้ำ 10 มล. กระบอกโพลีเมอร์และอิเล็กโทรด วัสดุพอลิเมอร์ของภาชนะมีประจุลบ น้ำจะเคลื่อนขึ้นและลงเมื่อเขย่าอุปกรณ์ ทำให้เกิดประจุบวกที่ถ่ายโอนไปยังอิเล็กโทรดเพื่อสร้างเอาต์พุตไฟฟ้าที่สูง

"ด้วยกลไกและการออกแบบที่เรียบง่าย อุปกรณ์ขนาดเล็กและน้ำหนักเบานี้จึงสามารถใช้ได้ในชีวิตประจำวัน พลังงานไฟฟ้าสามารถผลิตได้ง่ายๆ โดยการเทน้ำลงในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้วเขย่า" ลีอธิบาย

นักวิจัยได้ทดสอบการออกแบบที่แตกต่างกัน โดยเปลี่ยนขนาดและอัตราส่วนของอิเล็กโทรด พื้นที่ทางกายภาพระหว่างอิเล็กโทรดและปริมาณน้ำ เพื่อหาส่วนผสมที่เหมาะสมที่สุด พวกเขาพบว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแท่งแบบพกพาสามารถสร้างเอาต์พุตไฟฟ้าสูงถึง 710 โวลต์เมื่อมีพื้นที่เพียงพอสำหรับการเคลื่อนที่ของน้ำและพื้นที่อิเล็กโทรดสูง

นักวิจัยพบว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถจ่ายไฟให้กับหลอดไฟ LED ได้ 100 ดวง ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้เป็นกระบองไฟจราจรที่ส่องสว่างเมื่อถูกเขย่า การศึกษานี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของไทรโบอิเล็กทริกนาโนเจนเนอเรเตอร์ที่ใช้สำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวันที่หลากหลาย

ข้อมูลเพิ่มเติม
ซังมิน ลี
มหาวิทยาลัยจุงอัง
อีเมล: slee98@cau.ac.kr

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

เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุขั้นสูง (STAM)

วารสารการเข้าถึงแบบเปิด STAM ตีพิมพ์บทความวิจัยที่โดดเด่นในทุกแง่มุมของวัสดุศาสตร์ รวมถึงวัสดุที่ใช้งานได้และโครงสร้าง การวิเคราะห์เชิงทฤษฎี และคุณสมบัติของวัสดุ https://www.tandfonline.com/STAM

ดร.โยชิคาสึ ชิโนฮาระ
ผู้อำนวยการสำนักพิมพ์ Stam
อีเมล: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

ข่าวประชาสัมพันธ์เผยแพร่โดย Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials

ลิขสิทธิ์ 2022 ACN Newswire สงวนลิขสิทธิ์. www.acnnewswire.comอุปกรณ์แบบน้ำแบบใหม่ที่มีลักษณะคล้ายแท่งไม้สามารถเปลี่ยนพลังงานจากการเคลื่อนตัวเป็นไฟฟ้าได้ เทคโนโลยีดังกล่าว ซึ่งมีรายงานในวารสาร Science and Technology of Advanced Materials สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์พกพาได้ เช่น ไฟนิรภัย

• คอยน์สมาร์ท การแลกเปลี่ยน Bitcoin และ Crypto ที่ดีที่สุดในยุโรป
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าฟรี
• คริปโตฮอว์ก เรดาร์ Altcoin ทดลองฟรี.
• ที่มา: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/73140/