Cercetătorii de la Institutul de Nanomateriale Clemson (CNI) sunt cu un pas mai aproape de alimentarea fără fir a lumii folosind triboelectricitatea, o sursă de energie verde
Acum aproximativ un an, o echipă de fizicieni de la CNI a inventat nanogeneratorul triboelectric ultra-simplu (U-TENG). U-TENG din plastic și bandă este un dispozitiv mic care generează electricitate din mișcare și vibrații. Bătând din palme sau atingând picioarele, a generat o tensiune care este recepționată în continuare de un circuit extern și este stocată în condensator sau baterie până se încarcă.
Aproximativ nouă luni mai târziu, cercetătorii au publicat o lucrare în revista Advanced Energy Materials, care a declarat că au realizat un TENG wireless sau W-TENG. W-TENG este realizat și de aceiași cercetători ai U-TENG. În W-TENG plasticul este înlocuit cu grafen (un singur strat de plumb de grafit) și acid polilactic (PLA). PLA este mai bun la separarea sarcinilor pozitive și negative, dar nu la conducerea energiei electrice, deoarece cercetătorii au asociat-o cu grafenul. Banda Kapton, care este materialul pentru captarea electricității a U-TENG, este schimbată cu teflon în W-TENG.
După ce au obținut grafen prin procesul de „sonicare” și fibră PLA și l-au umplut într-o imprimantă 3-D, au realizat cu succes W-TENG.
„Folosim teflon, deoarece are o mulțime de grupuri de fluor care sunt extrem de electronegative, în timp ce grafenul-PLA este extrem de electropozitiv. Aceasta este o modalitate bună de a se juxtapune și de a crea tensiuni ridicate ”, a spus Ramakrishna Podila, autorul corespunzător al studiului și profesor asistent de fizică la Clemson.
W-TENG este capabil să genereze maximum 3000 de volți, care este suficient pentru a alimenta 25 de prize standard sau un monitor LCD. Datorită tensiunii ridicate, W-TENG generează câmp electric în jurul său, care poate fi detectat fără fir. Deci, energia electrică fără fir poate fi stocată în condensator și baterii.
„Nu vă poate oferi doar energie, dar puteți utiliza câmpul electric și ca telecomandă acționată. De exemplu, puteți atinge W-TENG și puteți utiliza câmpul electric ca „buton” pentru a vă deschide ușa garajului sau puteți activa un sistem de securitate - totul fără baterie, pasiv și fără fir ”, a spus Sai Sunil Mallineni, primul autor al studiului și un doctorat. student la fizică și astronomie.
W-TENG are aplicații abundente, cum ar fi în spațiul cosmic, în mijlocul oceanului sau chiar pe câmpul de luptă. "Mai multe țări în curs de dezvoltare necesită multă energie, deși este posibil să nu avem acces la baterii sau prize de curent în astfel de setări și există o utilizare filantropică clară pentru invenția echipei", a spus Podila. „W-TENG ar putea fi una dintre modalitățile mai curate de a genera energie în aceste zone.”
Echipa de cercetători este din nou îndrumată de Mallineni, în procesul de brevetare a W-TENG prin intermediul Fundației de Cercetare a Universității Clemson. Profesorul Apparao Rao, director al Institutului de nanomateriale Clemson, a discutat cu partenerii industriali pentru a integra W-TENG în aplicația energetică.
Mai mult, înainte de a începe producția industrială, Podila a spus că trebuie făcute mai multe cercetări pentru a schimba Teflonul cu un material electronegativ mai ecologic. Yongchang Dong, un alt student al CNI, a condus lucrările privind demonstrația MXene-TENG, care a fost publicată într-un articol în revista Nano Energy în noiembrie 2017. Herbert Behlow și Sriparna Bhattacharya de la CNI au distribuit, de asemenea, aceste studii.
Va avea W-TENG un impact în domeniul energiilor alternative, regenerabile? Rao a spus că se va reduce la economie.
„Nu putem să o luăm decât până acum ca oameni de știință; economia trebuie să funcționeze pentru ca W-TENG să aibă succes ”, a spus Rao.