Водяные наногенераторы вырабатывают электроэнергию при любых перемещениях - «Технологии»

Исследователи из Китайского университета Гонконга разработали наногенераторы, которые могут преобразовывать в электричество кинетическую энергию любых объектов: от морских волн до частей тела человека.

Разработка китайских ученых представляет собой разновидность трибоэлектрического наногенератора (TENG). В этом устройстве электроэнергия вырабатывается за счет трения. Источником энергии для систем такого типа могут быть прикосновение к сенсорному экрану, надавливание ногой на пол при ходьбе, скатывание капель по наклонной поверхности.

Чтобы преодолеть эти затруднения, ученые создали систему, в которой используется трение между твердым телом и жидкостью. Новый наногенератор представляет собой небольшую фторопластовую трубку, наполовину заполненную деионизированной водой. На трубке закреплены два медных электрода, обхватывающие ее поверхность.

Электрический заряд возникает, когда жидкость перемещается из одного конца трубки в другой. Свою разработку китайские исследователи назвали трибоэлектрическим наногенератором на основе водной трубки (WT-TENG).

Жидкость обеспечивает максимальную площадь контакта, поэтому новое устройство имеет более высокую объемную плотность заряда, чем наногенераторы с твердыми взаимодействующими деталями. По сообщению разработчиков, у WT-TENG этот параметр равен 9 мКл/м3 при частоте колебаний до 0,25 Гц. Водонаполненные наногенераторы имеют модульную конструкцию, поэтому из них легко можно создавать мощные установки.

Одно из важных преимуществ WT-TENG состоит в том, что он способен вырабатывать электроэнергию, когда передвигается различными способами: вращается, раскачивается, переворачивается, перемещается возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости. Это значит, что для получения электричества, достаточно установить такой наногенератор на любом подвижном объекте: транспортном средстве, теле человека или специальном устройстве, которое движется под воздействием ветра или волн.

Ученые создали два экспериментальных устройства: собирающий энергию волн плавучий контейнер с 34 WT-TENG и браслет на руку из 10 наногенераторов. Обе установки оказались способными обеспечивать энергией светильник из 150 светодиодов.

Источник: cpr.cuhk.edu.hk