En droppe som rör sig på MoS 2 genererar spänningen så hög som 5 V Kredit:Adha Sukma Aji
Energiskörd, en teknik för att omvandla små mängder naturligt förekommande energi (t.ex. ljus, värme och vibrationer) till elektricitet, får uppmärksamhet som en metod för att driva internet of things (IoT) enheter. Denna teknik hjälper till att minska miljöpåverkan och har potential att driva elektroniska enheter på ett stabilt och långsiktigt sätt, till skillnad från batterier som behöver laddas eller bytas ut.
Forskare vid Nagoya University och Kyushu University fokuserade på energi från den lilla rörelsen av vätska och utvecklade en enhet som genererar över 5 volt elektricitet direkt från rörelsen av en vätskedroppe. Denna apparat, gjord av flexibla tunna filmer, genererar elektricitet när vattendroppar glider ner på dess övre yta. Denna teknik förväntas tillämpas på självdrivna enheter som används i vätskor, inklusive sensorer som övervakar kvaliteten på avloppsvatten från fabriker. Deras resultat har publicerats i tidskriften Nanoenergi .
Energi som genereras från det lilla vätskeflödet finns i olika miljöer, såsom insidan av fabriksrör, och i mikrovätskeenheter, men den här typen av energi har hittills inte använts effektivt. Det har visat sig att ett grafenark kan generera elektricitet från vätskerörelsen över dess yta. Dock, dess utspänning är begränsad till cirka 0,1 volt, vilket inte räcker för att driva elektroniska apparater.
Forskargruppen, bestående av Nagoya Universitys Adha Sukma Aji, Ryohei Nishi, och Yutaka Ohno och Kyushu Universitys Hiroki Ago, har visat att man använder molybdendisulfid (MoS 2 ) istället för grafen som det aktiva materialet i generatorn gör det möjligt att generera över 5 volt elektricitet från en vätskedroppe.
"Att använda MoS 2 för generatorn, det var nödvändigt att bilda en enkellagers MoS med stor yta 2 film på en plastfilm. Med konventionella metoder, dock, det var svårt att odla MoS 2 jämnt på ett substrat med stor yta, " säger professor Ohno vid Institutet för material och system för hållbarhet vid Nagoya University. "I vår studie, vi lyckades tillverka denna form av MoS 2 film med hjälp av kemisk ångavsättning med hjälp av ett safirsubstrat med molybdenoxid (MoO 3 ) och svavelpulver. Vi använde också en polystyrenfilm som lagermaterial för MoS 2 filma, så att vi kunde överföra det syntetiserade MoS 2 film till ytan av plastfilmen ganska lätt."
Den nyutvecklade generatorn är tillräckligt flexibel för att installeras på den krökta insidan av VVS, och förväntas därför användas för att driva IoT-enheter som används i vätskor, såsom självdrivna regnmätare och sura regnmonitorer, samt vattenkvalitetssensorer som kan generera kraft från industriellt avloppsvatten samtidigt som de övervakar det.
Professor Ohno säger, "Vårt MoS 2 nanogenerator kan skörda energi från flera former av flytande rörelse, inklusive droppar, besprutning, och havsvågor. Ur ett bredare perspektiv, denna enhet kan också användas i applikationer som involverar hydrodynamik, som att generera el från regnvatten och vattenfall."
