Генератор зі скотча: як нова технологія дає змогу видобувати безкоштовну енергію де завгодно

Вдосконалений пристрій виробляє максимальну потужність 53 міліватів, чого достатньо для роботи 350 світлодіодних лампочок і лазерної указки. Подробиці про нове дослідження повідомив сайт Університету Алабами в Гантсвіллі.

Трибоелектричний генератор (TENG) перетворює механічну енергію, як-от тертя або рух, на електрику, використовуючи трибоелектричний ефект — явище, під час якого відбувається передання заряду між двома матеріалами, що стикаються, шляхом генерації напруги під час їхнього поділу. Це може бути рух людини або умови навколишнього середовища.

Останній прорив, очолюваний доктором Мунхеном Джаном і доктором Ганом Ваном, ґрунтується на більш ранніх дослідженнях команди. Раніше вчені об'єднали шари двосторонньої стрічки, пластикової плівки та алюмінію, щоб створити ефективний і недорогий TENG. Під час стиснення і роз'єднання шарів стрічки виділялася невелика кількість електрики. Однак липкість стрічки виявилася проблемою, і для її від'єднання було потрібне велике зусилля.

Під час удосконалення генератора дослідники замінили двосторонню стрічку шарами товстішої односторонньої стрічки, де енергія виробляється завдяки взаємодії поліпропіленової основи стрічки та акрилового клейового шару. Гладкі поверхні легко склеюються і відклеюються одна від одної, що дає змогу швидко під'єднувати і від'єднувати новий TENG, генеруючи більше енергії за менший час, ніж раніше. Це стало можливим завдяки розміщенню TENG на вібраційній пластині, яка відштовхувала шари стрічки один від одного, виробляючи електрику під час їхнього багаторазового зіткнення і роз'єднання.

"Я хотів спробувати різні типи липкої стрічки, щоб перевірити, чи забезпечать вони таку саму потужність, як і двосторонній скотч. Випробувавши різні комбінації, ми змогли домогтися ще більшої потужності. Крім того, оскільки з новим TENG контакт і відрив відбуваються тільки на гладких поверхнях, нам більше не потрібно турбуватися про липкі поверхні двостороннього скотча. Тому він може працювати на дуже високих частотах, до 300 Гц", — поділився Мунхен Джан.

Команда також вбудувала вдосконалений TENG у два пристрої: акустичний датчик звукових хвиль і переносний біосенсор з автономним живленням для відстеження рухів руки. Вони дають змогу створювати пристрої, що вимірюють м'язову активність людини, що потенційно запобігає травмам і покращує спортивні результати.

Одна з найбільших проблем із пристроями TENG — низька робоча частота (<5 Гц). Нова конструкція працює на частоті до 300 Гц, що є значним поліпшенням. На думку вчених, отримання більшої кількості енергії з навколишнього середовища розширить спектр застосування.

"Наразі TENG корисний тільки для сенсорних застосувань. Якби він міг виробляти більше енергії, він міг би бути корисним і для інших цілей, наприклад, для зарядки акумуляторів", — заявив Мунхен Джан.

У майбутньому команда планує розробити нові пристрої та конструкції на основі наногенератора зі скотчу. Незабаром вони подадуть заявку на патент.

Раніше в Китаї створили "вічну" батарею, яка працює завдяки гравітації. Вона може зберігати величезну кількість енергії, не вимагаючи при цьому дорогих ресурсів.