Nanogeneratorer for lading av bærbare enheter

Et team av ingeniører fra flere universiteter har utviklet noe som i fremtiden vil bidra til å løse problemet med sen utladning av batterier fra bærbare elektroniske enheter som mobiltelefoner, smarttelefoner, nettbrett og andre. Gadgets kan lades bokstavelig talt mens du er på farten, og eliminerer behovet for å koble til et stikkontakt ved hjelp av en elektrisk ledning.

Nano-generatorer innebygd direkte i saken eller i tilfelle av en mobil enhet vil samle og konvertere vibrasjonsenergien til en overflate, for eksempel passasjersetet til en bil i bevegelse, til strøm og lade batteriet til en mobil enhet, for eksempel en smarttelefon.

Førsteamanuensis i materialvitenskap og ingeniørvitenskap ved University of Wisconsin i Madison, Xudong Wang, mener at utviklingen av denne ideen vil føre til opprettelse av selvladende personlig elektronikk.

Xudong Wang, sammen med sin student Yanchao Mao og medforfattere fra Sun Yat-sen University i Kina, og University of Minnesota i Duluth, USA, beskrev sin oppfinnelse, - mesoporous piezoelektrisk nanogenerator, i en artikkel for Advanced Energy Materials magazine 27. januar 2014.

Nanogeneratoren bruker i utgangspunktet et piezoelektrisk polymermateriale kalt PVDF (polyvinylidenfluorid). Piezoelektriske materialer er iboende i stand til å generere strøm ved mekanisk kraft. De er også mekanisk deformert under påvirkning av et elektrisk felt.

I stedet for den vanlige deformasjonen eller virkningen av et elektrisk felt, inkluderte forskerne sinkoksid-nanopartikler i PVDF-tynnfilmen, som nå vil tillate å oppnå piezoelektrisk effekt selv med svake vibrasjoner for å akkumulere elektrisk energi.

Deretter ble nanopartiklene etset fra filmen, noe som resulterte i sammenkoblede porer - "mesoporer" - et svamplignende materiale. Det var et så svampete materiale som var nøkkelen til konvertering av vibrasjonsenergi. Xudong Wang sier at jo mykere materiale, jo mer følsomt er det for små vibrasjoner.

Selve nanogeneratoren inkluderer tynne plater av elektroder på begge sider av en mesoporøs polymerfilm som kan festes til alle slags overflater, det være seg glatt menneskelig hud, eller en annen ujevn overflate.

Hvis vi snakker om smarttelefoner, vil massen på enheten bidra til å styrke den genererte elektriske kraften, på grunn av økningen i skjevhet. For eksempel går en person bare eller løper, og takket være dette er smarttelefonen effektivt ladet.

I fremtiden kan nanogeneratorer godt bli en integrert del av mange elektroniske enheter, for eksempel som et bakpanel eller etui for direkte å forsyne den energi mottatt fra miljøvibrasjoner.

Teamet tror at enkelheten i produksjonen gjør det mulig å skalere slike nanogeneratoranlegg til store størrelser. Og muligheten til å tilpasse filmens mekaniske egenskaper og deres design vil gjøre det mulig å implementere strukturer både for å drive telefoner og for autonom drift av sensorsystemene.

Comments

[#1]

En interessant artikkel, men det er vanskelig å tro på alle disse små tingene, for å være ærlige. Etherenergi er en myte, men i virkeligheten trenger du bare å begynne å lage plutoniumbatterier og ikke lage bølger.Men hvem skal tillate slik energi? Oljeproduserende selskaper vil gjøre alt for å sikre at utvikling av gratis energi blir gravlagt så dypt som mulig.