ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ РАБОТАЮТ ОТ СОЛНЦА И ВЕТРА

ТРИБОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ РАБОТАЮТ ОТ СОЛНЦА И ВЕТРА

Китайскими исследователями разработаны крошечные генераторы, способные вырабатывать электричество, преобразуя как световую энергию, так и энергию ветра. Новая система может вырабатывать энергию круглосуточно, что позволило бы использовать ее для питания сенсорных датчиков или светодиодов, и, возможно, для перезарядки литий-ионных аккумуляторов.

В современных технических новинках в ряде случаев используются сжимающиеся трибоэлектрические генераторы, однако их мощность ограничена. Трение между двумя пленками внутри трибохимического устройства генерирует энергию, но при миниатюризации изнашивание этих электродов мешает этому процессу.

В трибоэлектрических наногенераторах, индуцируемых действием воздушного потока [airflow induced triboelectric nanogenerator (ATNG)], созданные Чэньго Ху (Chenguo Hu), Цзюнь Чжоу (Jun Zhou) и их коллегами из Университетов Чунцин и Хуачжун, исключен непосредственный контакт электродов.

Даже слабый воздушный поток может вызвать колебания тефлоновой пленки, расположенной между двумя медными электродами трибоэлектрического наногенератора, способствуя выработке электроэнергии. Оптимизация, заключавшаяся в варьировании размеров пленки и расстояния между электродами позволила получить устройство, стабильно вырабатывающее энергию мощность 1,5 мВт, которая смогла бы обеспечить свечение 46 зеленых светодиодов.

Исследовательская группа соединила трибоэлектрический наногенератов с фотоэлементом, сенсибилизированным красителем. Подключение фотоэлемента позволяет генератору конвертировать световую энергию и кинетическую энергию как независимо друг от друга, так и одновременно.

Хау Младший Хэ (Jr-Hau He), эксперт в области наноструктурной гелиотехники из университета Тайваня особо подчеркивает потенциал новой технологии. По словам Хэ, такое интеллектуальное устройство может работать в дневное время, собирая солнечную энергию, и успешно работает в ночное время, собирая энергию ветра, таким образом действительно приближая создание устройств с автономным питанием. Хэ считает, что в целом работа, проведенная исследователями, демонстрирует инновационное сочетание инженерного искусства и материаловедения.

По мнению Ху, этот проект будет только развиваться благодаря потенциалам своего применения применение в персональной электронике, медицине и мониторинге состояния окружающей среды. Ху подчеркивает, что его исследовательская группа намерена разработать такой генератор, который будет более эффективно решать практические задачи, как например применение внутри вентиляционной системы или в качестве единственного источника энергии для переносных портативных устройств.

Источник: J. Mater. Chem. A, 2014, DOI: 10.1039/c3ta14421f