Исследователи из Университета Алабамы в США создали трибоэлектрический наногенератор, который способен собирать электрическую энергию от человеческого тела и окружающей среды, используя обычный скотч. Эта разработка может питать небольшие устройства, такие как биодатчики, преобразуя механическую энергию трения и движений в электрическую энергию.
Об этом сообщает ProIT
Генератор состоит из металлизированных пленок полиэтилентерефталата, которые выполняют роль электродов, а также слоев скотча. Исследователи подчеркивают, что генерация электрической энергии осуществляется благодаря взаимодействию полипропилена и акрилового клеевого слоя, когда на них нажимают и отпускают. В результате этого возникают зазоры атомного размера из-за слабого межмолекулярного взаимодействия.
Инновационный подход к энергетическому сбору
В рамках исследования трибоэлектрический генератор зажимали между пластиковыми пластинами, что позволило создать вибрационный сборщик энергии. Научный сотрудник Мунхен Чанг отметил, что экспериментировали с различными типами скотча, чтобы проверить их способность обеспечивать необходимую мощность и меньшую адгезию.
«Попробовав различные комбинации, мы смогли получить еще большую мощность. Кроме того, поскольку контакт и разделение происходят только на гладких поверхностях с новым TENG, нам больше не нужно беспокоиться о липких поверхностях двустороннего скотча. Поэтому он может работать на очень высоких частотах до 300 Гц» — Мунхен Чанг.
Исследователи заменили двусторонний скотч на толстый односторонний и смогли достичь максимального выхода мощности в 53 милливата. Генератор поместили на вибрирующую пластину, что позволило вызвать повторяющиеся контакты и разъединения, достаточные для питания 350 светодиодов и лазерной указки. Гладкая поверхность снизила механическое сопротивление, что повысило выходную мощность.
Перспективы развития технологии
Помимо питания светодиодов, генератор был использован для питания датчика, который фиксирует звуковые волны, а также носимого биосенсора для мониторинга движений рук. «Мы продолжим наши исследования с различными приложениями и конструкциями. Вскоре будет подана заявка на патент», — отмечает Чанг. Он также добавляет, что одной из основных проблем с TENG является низкая рабочая частота (<5 Гц), но их конструкция способна работать до 300 Гц, что является значительным улучшением.
Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Omega.