Nanogeneratorer för laddning av bärbara enheter

Ett team av ingenjörer från flera universitet har utvecklat något som i framtiden kommer att hjälpa till att lösa problemet med sen urladdning av batterier från bärbara elektroniska enheter som mobiltelefoner, smartphones, surfplattor och andra. Prylar kan laddas bokstavligen när du är på språng, vilket eliminerar behovet av att ansluta till ett eluttag med en elektrisk ledning.

Nano-generatorer som är inbyggda direkt i fodralet eller i fallet med en mobil enhet kommer att samla in och konvertera vibrationsenergin hos en yta, såsom passagerarsätet i en rörlig bil, till elektricitet och ladda batteriet på en mobil enhet, till exempel en smartphone.

Docent i materialvetenskap och teknik vid University of Wisconsin i Madison, Xudong Wang, tror att utvecklingen av denna idé kommer att leda till skapandet av självladdande personlig elektronik.

Xudong Wang, tillsammans med sin student Yanchao Mao och medförfattare från Sun Yat-sen University i Kina, och University of Minnesota i Duluth, USA, beskrev deras uppfinning, - mesoporous piezoelektrisk nanogenerator, i en artikel för tidningen Advanced Energy Materials den 27 januari 2014.

Nanogeneratorn använder i princip ett piezoelektriskt polymermaterial som kallas PVDF (polyvinylidenfluorid). Piezoelektriska material kan i sig generera elektricitet genom mekanisk kraft. De deformeras också mekaniskt under påverkan av ett elektriskt fält.

I stället för den vanliga deformationen eller verkan av ett elektriskt fält inkluderade forskarna zinkoxid-nanopartiklar i PVDF-tunnfilmen, som nu tillåter att erhålla piezoelektrisk effekt även med svaga vibrationer för att sedan ackumulera elektrisk energi.

Därefter etsades nanopartiklarna från filmen, vilket resulterade i sammankopplade porer - "mesoporer" - ett svampliknande material. Det var ett så svampigt material som var nyckeln till omvandlingen av vibrationsenergi. Xudong Wang säger att ju mjukare materialet är, desto känsligare är det för små vibrationer.

Nanogeneratorn i sig innefattar tunna plåtar av elektroder på båda sidor av en mesoporös polymerfilm som kan fästas på alla typer av ytor, vare sig det är slät mänsklig hud eller någon annan ojämn yta.

Om vi ​​talar om smartphones kommer enhetens massa att hjälpa till att stärka den genererade elektriska kraften på grund av ökad förspänning. Till exempel går en person helt enkelt eller springer, och tack vare detta är smarttelefonen faktiskt laddad.

I framtiden kan nanogeneratorer mycket väl bli en integrerad del av många elektroniska apparater, till exempel som en bakpanel eller enhetshölje, för att direkt förse den med energi som tas emot från miljövibrationer.

Teamet tror att tillverkningens enkelhet gör det möjligt att skala sådana nanogeneratoranläggningar till stora storlekar. Och förmågan att anpassa de mekaniska egenskaperna hos filmerna och deras design gör det möjligt att implementera strukturer både för att driva telefonerna och för autonom styrning av sensorsystemen.

Comments

[#1]

En intressant artikel, men det är svårt att tro på alla dessa små saker för att vara ärlig. Etherenergi är en myt, men i verkligheten behöver du bara börja skapa plutoniumbatterier och inte göra vågor.Men vem ska tillåta sådan energi? Oljeproducerande företag kommer att göra allt för att se till att fri energiutveckling begravas så djupt som möjligt.