Tření Může Jednoho Dne Dobít Váš Mobilní Telefon

2023 Autor: Luccile Osborne | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-11-27 16:26

Fenomén, který způsobuje bolestivý šok, když se dotknete kovu po přetažení bot na koberec, by mohl být někdy využit k nabíjení osobní elektroniky.

Vědci ve společnosti Georgia Tech vytvořili zařízení, které využívá statickou elektřinu k přeměně pohybu - jako telefon poskakující v kapse - na dostatek energie k nabití baterie mobilního telefonu. Je to první ukázka, že tyto druhy materiálů mají dostatek informací pro napájení osobní elektroniky.

Přebytečná energie produkovaná při chůzi, fidgetu nebo dokonce dýchání může být teoreticky vychytána k napájení lékařských implantátů a jiné elektroniky. Využití energie v těchto malých pohybech je však náročné.

Zhong Lin Wang, profesor materiálových věd ve společnosti Georgia Tech, se na tomto problému již několik let zaměřuje, většinou se zaměřuje na piezoelektrické materiály, které generují elektrické napětí pod mechanickým napětím. Wang a další zesílili piezoelektrický efekt tím, že vytvořili materiály strukturované v nanoměřítku. Piezoelektrické nanogenerátory však dosud neměly velmi působivý výkon.

VIZ TÉŽ: Využití síly křečka s nanogenerátorem

Nyní skupina Wang prokázala, že jiný přístup může být slibnější: statická elektřina a tření. To je účinek při práci, když v suchém dni spustíte pomocí vlasů plastový hřeben a stojí na konci. Vědci společnosti Georgia Tech prokázali, že tento jev statického náboje, nazývaný triboelektrický efekt, lze využít k výrobě energie pomocí typu plastu, polyethylen tereftalátu a kovu.

Když tenké filmy těchto materiálů přicházejí do vzájemného kontaktu, nabijí se. A když jsou oba filmy ohnuty, protéká mezi nimi proud, který lze využít k dobití baterie. Když jsou oba povrchy vzorovány nanorozměrnými strukturami, jejich povrchová plocha je mnohem větší, stejně jako tření mezi materiály - a energií, kterou mohou produkovat.

Nanogenerátor Georgia Tech dokáže převést 10-15% energie při mechanických pohybech na elektřinu a tenčí materiály by měly být schopny převést až 40%, říká Wang. Čtverec velikosti triboelektrického nanomateriálu o velikosti nehtu může při ohnutí produkovat osm miliwattů, dostatek energie pro spuštění kardiostimulátoru. Náplast, která je pět až pět centimetrů, může rozsvítit 600 LED najednou nebo nabít lithium-iontovou baterii, která pak může napájet komerční mobilní telefon. Skupina Wang popsala tyto výsledky online v časopise Nano Letters.

"Výběr materiálů je široký a výroba zařízení je snadná," říká Wang. K vytvoření tohoto typu zařízení lze spárovat libovolný z přibližně 50 běžných plastů, kovů a dalších materiálů.

"Jsem zde ohromen hustotou energie," říká Shashank Priya, ředitel Centra pro materiály a systémy pro získávání energie ve Virginii Tech. Jiné chytré materiály nevyráběly dostatek energie pro praktické aplikace, říká.

Zda bude nový nanogenerátor fungovat mimo laboratoř, je třeba vidět. "Musí prokázat, že to může generovat energii z mechanických vibrací v reálném životě," říká Jiangyu Li, profesor strojního inženýrství na University of Washington v Seattlu.

Aby mohl pracovat v reálném světě, musí být zachytávač energie schopen zachytit vibrační frekvence, které poskytují nejvíce energie. Nanogenerátor, který dokáže zachytit pouze nízkoenergetické mechanické vibrace, by mohl nabít mobil příliš dlouho, poznamenává Priya. Wang říká, že jedná se společnostmi o vývoji pohlcovače energie pro konkrétní aplikace a předpokládá, že se nosí na náramku.

Obrázek se svolením Flickra, huskyte77

• Tento znepokojivě jednoduchý hack mohl nechat kohokoli pohrávat s klimatem
• Strategie zabíjení buněk pro zpomalení stárnutí prošla v tomto roce prvním testem
• Kdy budeme létat auta? Možná dříve, než si myslíte.
• Algoritmy určování cen se mohou naučit vzájemně spolupracovat a zvyšovat ceny

Tento článek byl původně publikován v MIT Technology Review zde