Forskare vid University of Twente och South China Normal University konstruerade en elektrisk generator som kan skörda energi från påverkande droppar och andra mekaniska energikällor. Deras tidning dök nyligen upp i Avancerade material .

Global uppvärmning är ett ökande hot, kräver förnybara energikällor. Rinnande vatten i form av regndroppar är en allestädes närvarande källa till mekanisk energi som kan omvandlas till elektrisk energi. Tidigare försök att skörda denna energi var antingen begränsade i effektivitet eller stabilitet, eller nödvändig extern spänning.

Genererar en ström

Den elektriska generatorn kan förklaras som en permanent laddad kondensator, även känd som en elektret. Forskarna injicerade laddningar i ett isolerande lager av denna kondensator genom att använda en ny laddningsmetod baserad på elektrovätning - modifiering av vätskornas förmåga att upprätthålla kontakt med en fast yta med ett elektriskt fält. En elektrisk ström genereras vid påverkan av en droppe när de inducerade motladdningarna på kondensatorn omfördelas.

Öka strömmen

Storleken på denna ström styrs av antalet injicerade laddningar. Genom att använda sammansatta prover med hög hållfasthet kunde de öka antalet injicerade laddningar avsevärt. Smart design av elektroderna gjorde att laddningsfördelningen i deras generator kunde ske mest effektivt. Forskarna lyckades omvandla 11,8% av den mekaniska energin från en påverkande droppe till elektrisk energi, vilket är en betydande förbättring jämfört med effektiviteten hos liknande enheter. Vidare, de visade att energieffektiviteten inte försämras efter 100 dagar, kräver endast en enda 15 minuters laddningscykel före långvarig applikation.

Ansökningar

Deras tillvägagångssätt är inte begränsat till droppbaserad energiupptagning. Niels Mendel, en av författarna säger:"Vår metod kan också övervägas för andra applikationer där mekanisk energi måste omvandlas till elektrisk energi, till exempel i bärbara från flodvågor, eller för avkänning. "Mer forskning behövs för att designa en generator som effektivt kan få energi från regn.

Papperet har titeln "Charge Trapping-Based Electricity Generator (CTEG):An Ultrarobust and High Efficiency Nanogenerator for Energy Harvest from Water Droplets, "och har publicerats i Avancerade material den 6 juli.

Ett andra papper av samma team som fokuserar på de fysiska principerna för energihämtningsprocessen har titeln "Energihörning från droppar som påverkar laddade ytor" och är på väg att dyka upp i Fysiska granskningsbrev .