Soarele, valurile, valurile și valurile, vântul - este departe de o listă completă a surselor de energie regenerabilă. Cu toate că panourile solare, generatoarele eoliene și centralele hidroelectrice sunt deja utilizate pe scară largă, iar dezvoltarea activă în aceste domenii continuă, nu se oprește căutarea altor surse mai puțin evidente. De exemplu, inginerii folosesc în mod activ diferite tipuri de mișcări mecanice ca sursă de curent. Și interesul este cauzat atât de macroobjecte, cât și de surse foarte mici de energie.
Nanomecanica Zhong Lin Wang
Un grup de nano-studii realizate de profesorul Zhong Lin Wang de la Școala de Științe și Ingineria Materialelor a Institutului de Tehnologie din Georgia (Școala de Științe ale Materialelor Engineering Institute of Technology din Georgia) a lucrat timp de câțiva ani pentru micro și nano-generatoare pentru a transforma energia mecanică în energie electrică. Și această echipă, probabil, a avansat mai ales în acest domeniu.
De exemplu, acum câteva luni au reușit în cele din urmă să creeze un generator de curent bazat pe oxid de zinc piezoelectric. Principiul funcționării sale se baza pe efectul piezoelectric - apariția unui curent electric într-un dielectric cu deformarea sa mecanică.
Totuși, au fost efectuate teste electromecanice folosind un manipulator special conceput, care deforma generatorul la viteze diferite. Inginerii au reușit să obțină un curent de 45 mV pe un generator mono-sârmă model. Adică, fibra piezocristalină de lucru era doar una. Dar chiar si atunci, Jon Lin Wang a spus ca ar putea creste puterea generatorului daca au conectat elementele piezo-cristal la serie. Și, de asemenea, că generatorul este de fapt gata pentru utilizare pe obiecte reale - părți mobile sau pulsatoare ale organismelor vii.
Ei au reușit să conecteze fibrele nano și submicronice de oxid de zinc într-o serie de patru bucăți. Între ele și cu circuitul electric exterior au fost conectate prin contacte de argint. Dispozitivul a funcționat. Cu toate acestea, acest sistem nu a provocat îndoieli speciale.
Dar principalul lucru este că oamenii de știință au reușit să testeze dispozitivul lor pe obiecte vii. Mai întâi au atașat o placă cu un singur generator montat pe suprafața sa peste articulația degetului bărbatului. Drumând un deget pe masă, subiectul a dezvoltat curent alternativ. Adevărat, tensiunea maximă a fost de numai 20-25 mV. Aceasta este mai puțin decât utilizarea unui manipulator mecanic.
Chiar mai interesant a fost generatorul "serial" al patru cabluri piezoelectrice. Oamenii de știință l-au atașat la un sacou mic și l-au pus pe un hamster. Rulând în roată, rozătoarele lucrau cu mușchii mușchi. Prin reducerea lor, placa flexibilă fixată pe o carcasă etanșă a fost deformată, provocând o deformare a fibrelor piezoelectrice și, prin urmare, solicitarea electrică la capetele lor.
De asemenea, curentul produs de hamster era mic - doar 100-150 mV. Dar atunci când rozătoarele au fost doar zgâriate sau curățate, curentul a fost de asemenea produs, deși aproximativ zece ori mai puțin.
Dispozitive similare similare au fost create în alte grupuri. Cu toate acestea, puteau folosi doar mișcări regulate, produse cu o anumită frecvență. Dispozitivul din grupul Van nu are astfel de limitări. Iar acest lucru este avantajul său, deoarece majoritatea mișcărilor corporale - fie că merg pe jos, mîindu-ți mâinile, respiră și chiar palpitații - nu au amplitudine constantă și perioadă.
Aceasta este una dintre direcțiile în care dezvoltarea nanogeneratorilor poate merge. Mai este un altul. Profesorul Wang, de exemplu, este încrezător că în următorii cinci până la zece ani va fi posibil să se îmbunătățească mult eficiența acestor dispozitive și, prin urmare, puterea lor. Astfel, fibrele piezoelectrice aflate deja în fabrici vor fi țesute în țesături, din care vor fi cusute jachete. Nu pentru hamsteri, ci pentru oameni. Din aceste jachete, proprietarii lor vor putea reîncărca dispozitivele electronice portabile.
Includerea nanofibrelor în structura țesuturilor va permite generarea de energie din frecare care apare în îmbrăcăminte la mers.
În prezent, căutarea surselor alternative de energie este una dintre cele mai populare domenii de cercetare. De fapt, totul merge: lumina soarelui și vântul, curenții oceanici și energia de vid ... O mulțime de aplicații pot găsi dispozitive capabile să extragă energia din mediul înconjurător. Ele vor fi utile, în primul rând, în cazul în care nu este atât de ușor să livrați energie în principiu. De exemplu, cercetătorii din jungla sălbatică s-ar putea simți baterii nevoie și nanorobots medicale, trecere prin vad unghere și cotloane ale corpului uman, el ar îndeplini cu siguranță sarcina. Ca una dintre alternativele pentru acest lucru, puteți utiliza nanofire.
Traductoarele mecanice bazate pe nanofire pot primi energie datorită vibrațiilor apărute în timpul mersului, bătăilor inimii, curgerii de lichide sau gaze. Cercetătorii americani conduse de Jons Lin Wang (Zhong Lin Wang) a propus o metodă simplă și necostisitoare de generare a curentului electric prin intermediul nanofire piezoelectrice de oxid de zinc crescute pe fibre textile. Îmbrăcămintea realizată din astfel de materiale va produce energie electrică datorită frecării rezultată în timpul funcționării sale.
În ilustrația din stânga puteți vedea cum arată aceste "fibre miraculoase". Miezul de Kevlar este acoperit cu nanofire din oxid de zinc. Fibra rezultată este foarte flexibilă și durabilă: nu a fost observată nici o deteriorare atunci când a fost pliată într-o buclă cu un diametru de 1 mm. Pentru a produce electricitate, cele două fibre sunt răsucite într-o spirală, dintre care una este acoperită cu un strat de aur care acționează ca un catod. Când fibrele au fost frecate, a avut loc o diferență de potențial de 1-3 mV între capetele lanțului.
Citiți despre alte generatoare uimitoare, capabile să producă energie din literalmente orice: de la picăturile de ploaie ( „ploaie electrice“), din orașul de vibrație ( „Forța shake“) și zgomot ( „energie zgomotoasă“).
Trimiteți această pagină la:
Trimiteți-le prietenilor: