Generator udviklet til at høste energi fra dråber

Forskere fra University of Twente og South China Normal University designet en elektrisk generator, der kan høste energi fra påvirkende dråber og andre kilder til mekanisk energi. Deres avis udkom for nylig i Avancerede materialer .

Global opvarmning er en stigende trussel, efterspørger vedvarende energikilder. Rindende vand i form af regndråber er en allestedsnærværende kilde til mekanisk energi, der kan omdannes til elektrisk energi. Tidligere forsøg på at høste denne energi var enten begrænset i effektivitet eller stabilitet, eller nødvendig ekstern spænding.

Generering af en strøm

Den elektriske generator kan forklares som en permanent ladet kondensator, også kendt som en elektret. Forskerne sprøjtede ladninger ind i et isolerende lag af denne kondensator ved at anvende en ny opladningsmetode baseret på elektrobefugtning - ændringen af ​​væskers evne til at opretholde kontakt med en fast overflade med et elektrisk felt. En elektrisk strøm genereres ved anslag af en dråbe, når de inducerede modladninger på kondensatoren omfordeles.

Forøgelse af strømmen

Størrelsen af ​​denne strøm er styret af antallet af indsprøjtede ladninger. Ved at bruge sammensatte prøver med en høj styrke kunne de øge antallet af injicerede ladninger betydeligt. Smart design af elektroderne gjorde det muligt for ladningsomfordelingen i deres generator at ske mest effektivt. Forskerne formåede at omdanne 11,8% af den mekaniske energi fra en påvirkende dråbe til elektrisk energi, hvilket er en væsentlig forbedring i forhold til effektiviteten af ​​lignende enheder. Desuden, de demonstrerede, at energihøstningseffektiviteten ikke forringes efter 100 dage, kræver kun en enkelt 15 minutters opladningscyklus før langtidspåføring.

Ansøgninger

Deres tilgang er ikke begrænset til dråbebaseret energihøst. Niels Mendel, en af ​​forfatterne siger:"Vores metode kan også overvejes til andre applikationer, hvor mekanisk energi skal omdannes til elektrisk energi, for eksempel i wearables, fra flodbølger, eller til sansning." Mere forskning er nødvendig for at designe en generator, der kan høste energi fra regn effektivt nok.

Papiret har titlen "Charge Trapping-Based Electricity Generator (CTEG):An Ultrarobust and High Efficiency Nanogenerator for Energy Harvest from Water Droplets, " og er blevet offentliggjort i Avancerede materialer den 6. juli.

En anden artikel fra det samme hold, der fokuserer på de fysiske principper for energihøstprocessen, har titlen "Energihøst fra dråber, der rammer ladede overflader" og er ved at blive vist i Fysiske anmeldelsesbreve .