Создан генератор, приручивший «капризный» трибоэлектрический эффектСоздан новый тип наногенератора, который приручил так называемый трибоэлектрический эффект, над использованием которого в качестве полезного энергетического источника ученые работали не одну сотню лет, пишет «NewScientist».

Это удалось Чжун Линь Вану и его коллегам из Технологического института штата Джорджии в городе Атланта. Они смогли воспользоваться электроэнергией, произведенной двумя то соединяющимися (трущими друг о друга), то разделяющимися поверхностями – явлением, которое называется трибоэлектрическим эффектом – процесс аналогичный возникновению статических электрических зарядов при трении двух материалов друг о друга. Это когда-то удивило древнего дрека, потершего янтарный камень о ногу, в результате чего янтарь притянул его усы. В быту это явление можно наблюдать, когда волосы притягиваются расческой.

Стоит отметить, что работа над создание эффективных трибоэлектрических нано-генераторов (TENG) началась еще в 2012 году, до настоящего времени были использованы различные материалы, начиная от пары золото-золото и заканчивая парой полиэстер-полидиметилсилоксан. Наиболее эффективной парой, на который и пал окончательный выбор, оказалась пара из алюминиевой и медной пленки, представляющей собой нанопористые слои, нанесенные на противоположные стороны складной ромбообразной коробки.

Каждый раз, наступая на коробку, исследователи заставляли две стороны устройства вступать в контакт. Сжатие двух поверхностей приводило к трению и генерации статического электричества (одним из двух слоев электроны приобретались, а другим – терялись). После каждого разъединения создавалась разность потенциалов, которая и становилась источником тока в цепи. А нанопористая структура, нанесенная в виде выступов пирамидальной формы, увеличивала площадь контакта и, соответственно, количество накапливаемого заряда, таким образом, генераторы TENG оказались на 50% эффективнее самых продвинутых пьезоэлектрических систем, которые, используя керамические кристаллы, могли выдавать предельный максимум КПД только в 8%.

Тестируемый трибогенератор площадью в 5 см2 при каждом шаге способен направлять, например, в литий-ионный аккумулятор более 1 Вт мощности. Существуют и более мощные генераторы, выдающие при каждом шаге от 5 до 20 Вт, но и площадь поверхности у них они соответственно в 10 больше. С одного квадратного метра можно генерировать более 300 Вт энергии.

Командой ученых уже создан автономный встраиваемый в обувь генератор для питания смартфона. Далее создатели предполагают использовать трибогенераторы в дорожных покрытиях или под полами зданий, а также встраивать в колесные протекторы машин.Создан новый тип наногенератора, который приручил так называемый трибоэлектрический эффект, над использованием которого в качестве полезного энергетического источника ученые работали не одну сотню лет, пишет «NewScientist».

Это удалось Чжун Линь Вану и его коллегам из Технологического института штата Джорджии в городе Атланта. Они смогли воспользоваться электроэнергией, произведенной двумя то соединяющимися (трущими друг о друга), то разделяющимися поверхностями – явлением, которое называется трибоэлектрическим эффектом – процесс аналогичный возникновению статических электрических зарядов при трении двух материалов друг о друга. Это когда-то удивило древнего дрека, потершего янтарный камень о ногу, в результате чего янтарь притянул его усы. В быту это явление можно наблюдать, когда волосы притягиваются расческой.

Стоит отметить, что работа над создание эффективных трибоэлектрических нано-генераторов (TENG) началась еще в 2012 году, до настоящего времени были использованы различные материалы, начиная от пары золото-золото и заканчивая парой полиэстер-полидиметилсилоксан. Наиболее эффективной парой, на который и пал окончательный выбор, оказалась пара из алюминиевой и медной пленки, представляющей собой нанопористые слои, нанесенные на противоположные стороны складной ромбообразной коробки.

Каждый раз, наступая на коробку, исследователи заставляли две стороны устройства вступать в контакт. Сжатие двух поверхностей приводило к трению и генерации статического электричества (одним из двух слоев электроны приобретались, а другим – терялись). После каждого разъединения создавалась разность потенциалов, которая и становилась источником тока в цепи. А нанопористая структура, нанесенная в виде выступов пирамидальной формы, увеличивала площадь контакта и, соответственно, количество накапливаемого заряда, таким образом, генераторы TENG оказались на 50% эффективнее самых продвинутых пьезоэлектрических систем, которые, используя керамические кристаллы, могли выдавать предельный максимум КПД только в 8%.

Тестируемый трибогенератор площадью в 5 см2 при каждом шаге способен направлять, например, в литий-ионный аккумулятор более 1 Вт мощности. Существуют и более мощные генераторы, выдающие при каждом шаге от 5 до 20 Вт, но и площадь поверхности у них они соответственно в 10 больше. С одного квадратного метра можно генерировать более 300 Вт энергии.

Командой ученых уже создан автономный встраиваемый в обувь генератор для питания смартфона. Далее создатели предполагают использовать трибогенераторы в дорожных покрытиях или под полами зданий, а также встраивать в колесные протекторы машин.