211service.com
Kā Friction kādreiz var uzlādēt jūsu mobilo tālruni
Parādība, kas izraisa sāpīgu triecienu, pieskaroties metālam pēc apavu vilkšanas pa paklāju, kādreiz varētu tikt izmantota personīgās elektronikas uzlādēšanai.
Georgia Tech pētnieki ir izveidojuši ierīci, kas izmanto statiskās elektrības priekšrocības, lai pārvērstu kustību, piemēram, tālruni, kas lēkā kabatā, pietiekami daudz enerģijas, lai uzlādētu mobilā tālruņa akumulatoru. Tas ir pirmais pierādījums tam, ka šāda veida materiāliem ir pietiekami daudz spēka, lai darbinātu personālo elektroniku.
Pārmērīga enerģija, kas rodas, ejot, rosoties vai pat elpojot, teorētiski var tikt iztērēta, lai darbinātu medicīniskos implantus un citu elektroniku. Tomēr enerģijas izmantošana šajās mazajās kustībās ir sarežģīta.
Džuns Lins Vans , Džordžijas Tehnikas materiālu zinātnes profesors, vairākus gadus ir strādājis pie šīs problēmas, galvenokārt koncentrējoties uz pjezoelektriskiem materiāliem, kas mehāniskā spriedzē rada elektrisko spriegumu (skatiet Kāmja enerģijas izmantošana ar nanoģeneratoru). Vangs un citi ir pastiprinājuši pjezoelektrisko efektu, padarot materiālus strukturētus nanomērogā. Tomēr līdz šim pjezoelektriskajiem nanoģeneratoriem nav bijusi ļoti iespaidīga jauda.
Tagad Vanga grupa ir pierādījusi, ka daudzsološāka var būt cita pieeja: statiskā elektrība un berze. Tāds efekts rodas darbā, kad sausā dienā ar plastmasas ķemmi izlaižat matus, un tie stāv stāvus. Georgia Tech pētnieki pierādīja, ka šo statiskā lādiņa fenomenu, ko sauc par triboelektrisko efektu, var izmantot, lai ražotu enerģiju, izmantojot plastmasas veidu, polietilēntereftalātu un metālu. Kad šo materiālu plānās plēves saskaras viena ar otru, tās tiek uzlādētas. Un, kad abas plēves ir izliektas, starp tām plūst strāva, ko var izmantot akumulatora uzlādēšanai. Kad abas virsmas ir veidotas ar nanomēroga konstrukcijām, to virsmas laukums ir daudz lielāks, tāpat arī berze starp materiāliem un to radītā jauda.
Georgia Tech nanoģenerators var pārveidot 10 līdz 15 procentus no enerģijas mehāniskās kustībās elektroenerģijā, un plānākiem materiāliem jāspēj pārveidot pat 40 procentus, saka Vangs. Triboelektriskā nanomateriāla naga izmēra kvadrāts, kad tas ir izlocīts, var radīt astoņus milivatus, kas ir pietiekami daudz jaudas, lai darbinātu elektrokardiostimulatoru. Plāksteris, kas ir pieci reiz pieci centimetri, var vienlaikus iedegties 600 gaismas diodes vai uzlādēt litija jonu akumulatoru, kas pēc tam var darbināt komerciālu mobilo tālruni. Vanga grupa aprakstīja šos rezultātus tiešsaistē žurnālā Nano burti .
Materiālu izvēle ir plaša, un ierīces izgatavošana ir vienkārša, saka Vans. Lai izgatavotu šāda veida ierīci, var savienot pārī jebkuru no aptuveni 50 plaši izplatītām plastmasām, metāliem un citiem materiāliem.
Esmu pārsteigts par jaudas blīvumu šeit, saka Šašanks Prija , Virdžīnijas Tehnikas Enerģijas ieguves materiālu un sistēmu centra direktors. Viņš saka, ka citi viedie materiāli nav radījuši pietiekami daudz jaudas praktiskiem lietojumiem.
Tas, vai jaunais nanoģenerators darbosies ārpus laboratorijas, vēl ir redzams. Viņiem ir jāpierāda, ka tas var radīt jaudu no mehāniskām vibrācijām reālajā dzīvē, saka Dzjanju Li , mašīnbūves profesors Vašingtonas Universitātē Sietlā. Lai strādātu reālajā pasaulē, enerģijas uztvērējam būs jāspēj uztvert vibrācijas frekvences, kas nodrošina visvairāk enerģijas. Prija atzīmē, ka nanoģeneratoram, kas spēj uztvert tikai zemas enerģijas mehāniskās vibrācijas, būtu nepieciešams pārāk ilgs laiks, lai uzlādētu mobilo tālruni. Vangs stāsta, ka risina sarunas ar uzņēmumiem par enerģijas uztvērēja izstrādi konkrētiem lietojumiem, un paredz, ka tas tiks nēsāts uz aproces.