Представьте, что вы на несколько секунд потираете воздушный шар о волосы. Что с ними происходит? Энергия, которая образовалась после такого взаимодействия, может быть «запакована» и сохранена для дальнейшего использования.
Недавно изобретенный трибоэлектрический наногенератор представляет собой многообещающий подход для сбора энергии окружающей среды и преобразования ее в электрическую энергию на основе трибоэлектричества.
Трибоэлектрический эффект – довольно интересное природное явление, заключающееся в том, что при трении двух материалов или веществ (например, с разной плотностью) между ними происходит разделение зарядов.
Энергия ветра - один из самых экономически эффективных и недорогих источников энергии, доступных сегодня. Ученые создали миниатюрный генератор, использующий энергию ветра. Станет ли он бесконечным источником энергии для мобильных телефонов и дополнит или заменит ветряные турбины – покажет время.
Исследователи разработали «крошечную ветряную турбину», которая улавливает энергию ветра. КПД составляет 3,23%.
Устройство состоит из двух пластиковых полос (трибоэлектрических пленок), которые размещены в трубке длиной 8 сантиметров, под действием воздушного потока полосы «схлопываются», создавая статическое электричество генерируют энергию. Процесс выработки электроэнергии реализуется последовательностью движения контакт-распространение-разделение, вызванное их колебаниемч. Фактическая, выходная мощность будет зависеть от площади контакта, а максимальная площадь контакта была рассчитана с использованием моделирования.
Миниатюрный генератор может работать при слабом ветре до 1,6 м/с, но лучше всего оно работает при скорости ветра от 4 м/с до 8 м/с, что примерно соответствует скорости обычного байкера.
Как сообщают исследователи Cell Reports Physical Science, устройство может питать до 100 светодиодных ламп, а также датчики температуры. По словам ученых, в ближайшее время избретение, хоть и не заменит обычные ветряные турбины, но может стать недорогим решением для питания небольшой электроники, такой как удаленные датчики и камеры безопасности.
«Наногенератор» в настоящее время может улавливать достаточно энергии от легких ветров, например, создаваемых при быстрой прогулке, для питания 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.
Новое устройство считается наиболее эффективным из когда-либо созданных наногенераторов.
Ближайшая цель ученых - сделать его более эффективным, чтобы обеспечить бесперебойное и устойчивое энергоснабжение небольших мобильных устройств, разработав наногенератор размером с монету.
Вторая цель - дополнить ветряные турбины, позволяющие справляться с ветрами, которых они в настоящее время не могут достичь, т.е увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами и разместить эти устройства там, где традиционные ветряные турбины недоступны, например, в горах или на крыше зданий для обеспечения устойчивой энергетики.
В отличие от турбин, в которых используются катушки и магниты, где затраты фиксированы, новая разработка позволяет подбирать недорогие и доступные материалы.
Миниатюрный генератор также можно безопасно использовать в заповедниках или городах, потому что он не имеет вращающихся частей.
