Bu Nanojenerator Mavi Enerji Rüyasını Vaat Ediyor
Fotoğraf: Deniz altındaki bjTENG’nin canlidan ilham alinarak optimize edilmiş yapısı ve çalışma süreci.
Araştırmacılar, denizanasından esinlenerek, su yüzeyindeki dalgalanmaları algılayabilen enerji sensörlerinden ve dalgalardan, enerji toplayabilen bir triboelektrik nanojeneratör tasarladılar.
Georgia Institute of Technology’nin baş araştırmacısı Zhong Lin Wang, “Biyonik denizanası triboelektrik nanogeneratör (bjTENG) ‘mavi enerji hayalinin’ gerçekleşmesini sağlayabilir” diyor. Pekin Nanoenerji ve Nanosistemler Enstitüsü ve Ulusal Nanobilim ve Nanoteknoloji Merkezi’nden meslektaşları ile birlikte Wang’ın ekibi, hava geçirmez paket olarak polidimetilsiloksandan (PDMS), triboelektrik jeneratör olarak bir politetrafloroetilen (PTFE) ince filminden ve iki metal (Cu ve Al) elektrotlarından bir cihaz üretti.
Wang, “Vücudun hızla daralmasıyla tetiklenen bir süreç olan denizanasının yüzme davranışından ilham aldık” diye açıklıyor Wang. ” Pratikte bjTENG, triboelektrik malzeme olarak, hava geçirmez bir paket ve eşsiz elastik esneklik yapısı ile şekil uyumlanabilen bir polimerik ince film kullanmaktadır.”
Cihaz, 0.75 Hz’lik düşük frekanslı bir osilasyon altında, 143 V, 11.8 mV / m2 ve 22.1 uC / m2‘lik devamlı bir performans gösteriyor – çok sayıda ışık yayan diyot veya sıcaklık sensörüne güç sağlamak için yeterli olacak şekilde. Gerilim ve akım, bir yük ayırma mekanizması yoluyla üretilir. Başlangıçta, PTFE ve Al elektrotu temas halindedir ve potansiyel bir fark yoktur. Cihaz dalgalar tarafından sıkıştırıldığında, PTFE film / Al elektrotu, Cu elektroduna doğru hareket eder ve yük ayrımı oluşturur. Tekrar geri gidince, elektrotlar arasında yük akar.
“Dalgayla uyarılan cihazın daralması sırasında triboelektrik malzemeler temas eder ve ayrılır. Triboelektrifikasyon ve elektrostatik indüksiyonun birleşmesinden yola çıkarak, yük ileri geri akar, “diye açıklıyor Wang.
Cihazın araştırmacılara önerilecek birçok potansiyel uygulaması olabilir. Dalga enerjisini toplamak için gemilerin gövdesine bağlanabilir veya okyanusta kendi kendine çalışan sıvı-yüzey dalgalanma sensörlerinde kullanılabilir.
Wang, “BjTENG’nin yüksek duyarlılığı, şekil uyumlanabilen doğası ve dalga enerjisini toplamak için derin suda çalışma yeteneği nedeniyle öncelikli bir teknoloji olduğuna inanıyoruz” diyor Wang.
Cihaz hava geçirmez olduğundan, enerji toplayıcı olarak 1 m derinliğe kadar suda iyi çalışır. Aynı zamanda ucuz ve kolay üretilebilen geleneksel malzemeler kullanır.
Wang, “Ancak, bu teknolojiyi geniş bir ölçekte uygulamak için bazı engellerin aşılması gerekiyor” diye itiraf ediyor Wang. “Esas kısıtlamanın bjTENG’nin dayanıklılığı olması muhtemel. Üretiminde kullanılan organik malzemeler tuzlu suda ve güneş ışığında bozulmaktadır, bu nedenle sualtı kablolarında kullanılan oldukça yapışkan maddeler gibi yeni su geçirmez malzemelere ihtiyaç duyulabilir. ”
Wang, bu kısıtlamaların, güneş enerjisi veya rüzgar enerjisine rakip olan ‘mavi enerji’ ağlarının nihai hayalini gerçekleştirmek için aşılabileceğinden emin.
Kaynak : materialstoday.com
